Cum un EPC solar comercial a redus timpul de instalare de oprire rapidă cu 40%

Contextul clientului

Cu sediul în Austin, Texas, această firmă de inginerie solară, achiziții și construcții (EPC) este specializată în sisteme fotovoltaice pe acoperiș pentru centrele de distribuție și depozitele logistice. Compania instalează 20 până la 30 de sisteme în fiecare an, variind de la 300 kW la 800 kW. Majoritatea acestor acoperișuri se află în jurisdicții care au adoptat revizuirea din 2020 a Codului electric național, ceea ce înseamnă că fiecare sistem trebuie să aibă o soluție de oprire rapidă listată care să reducă tensiunea din cadrul matricei la ≤80 V în 30 de secunde de la inițiere.

Cu un echipaj de teren cu normă întreagă de 14 și un ciclu mediu de proiect de două luni, echipa avea nevoie de o abordare de oprire rapidă care să fie atât conformă cu codul, cât și suficient de simplă pentru a menține instalarea în mișcare pe mai multe șantiere. Soluția anterioară a funcționat, dar a venit cu costuri ascunse care nu apăreau în lista de materiale decât târziu în program.

Provocări cu aspectul de oprire rapidă anterioară

Firma a specificat un sistem de optimizare a puterii la nivel de modul pentru oprire rapidă. Fiecare cutie avea nevoie de o legătură de comunicație proprietară către un gateway central, iar gateway-ul necesita un cablu Ethernet separat și o linie de control de 24 V DC înapoi la zona invertorului. Pe un acoperiș de 400 kW cu peste 900 de module, asta însemna tragerea cablurilor de tensiune foarte joasă de-a lungul fiecărui rând de module și terminarea acestuia în trei locații separate de gateway.

Tehnicienii de teren au petrecut mai mult timp instalând și depanând aceste legături de comunicație decât au făcut-o pentru cablajul șirului DC. Cablurile lungi scad ocazional semnale, determinând controlerul de oprire al invertorului să raporteze o defecțiune. Chiar și atunci când matricea era sigură, eșecurile intermitente de comunicare au declanșat alarme false și inspecții eșuate. Un proiect a necesitat patru vizite la fața locului înainte ca AHJ local să accepte testul de sincronizare a opririi. Forța de muncă suplimentară, reprelucrarea și întârzierile de inspecție au adăugat 0,045 USD per watt la costul instalat al companiei.

De ce dispozitivul de oprire rapidă pentru controlul liniei de alimentare de 24 V CC Soutya?

În timpul evaluării alternativelor, echipa EPC a comparat trei opțiuni:

• Trecerea la microinvertoare cu oprire rapidă integrată - a necesitat înlocuirea întregii platforme a invertorului și a crescut costul componentelor cu o marjă mare.
• Menținerea optimizatorilor de putere, dar angajarea unui echipaj electric mai mare - nu a rezolvat problema fundamentală a fiabilității cablului de comunicare.
• Folosind dispozitivul de oprire rapidă de control al liniei de alimentare de 24 V DC Soutya - a eliminat complet magistrala de comunicare separată.

Dispozitivul Soutya trimite comanda de oprire prin cablul de alimentare curent continuu existent, folosind un semnal de linie de alimentare CC de 24 V pentru a comunica cu transmițătoarele la nivel de modul. Nu există nicio rulare Ethernet suplimentară și nicio linie separată de senzori de joasă tensiune. Carcasa se montează în fiecare punct al combinatorului de șiruri și se conectează la un invertor de șiruri standard. Un singur controler poate gestiona mai multe șiruri, ceea ce reduce numărul de cutii de control necesare pe acoperiș.

Un alt factor decisiv a fost compatibilitatea. EPC a fost deja standardizat pe o singură marcă de invertoare șir, iar dispozitivul Soutya funcționează cu invertoare care nu au o oprire rapidă încorporată. Acest lucru a permis companiei să-și păstreze inventarul de invertoare și designul transformatorului existent, evitând o recablare costisitoare a fiecărui proiect.

Implementare și implementare

Prima implementare a avut loc pe un acoperiș comercial plat de 410 kW în Dallas. Lansarea a durat două etape pe parcursul a trei săptămâni:

• Prima etapă: S-au înlocuit cele trei sisteme de gateway în stil optimizator cu două cutii de control Soutya la panourile principale de combinare DC.
• Faza a doua: S-au instalat transmițătoare la nivel de modul Soutya potrivite și le-a terminat pe capetele de cablu DC existente fără a trage o nouă linie de comunicație.
• Apoi echipa a conectat interblocarea de deconectare AC, care declanșează oprirea ori de câte ori partea AC a invertorului este dezactivată.

Un obstacol a apărut în timpul testului inițial de oprire. O conexiune slabă la pământ a făcut ca semnalul de control al liniei de alimentare CC să piardă puterea aproape de capătul unui șir lung. Inginerul de aplicații al lui Soutya a sfătuit instalarea unui filtru de semnal integrat de 10 m la capătul acelui șir. Asta a rezolvat problema în mai puțin de o oră. După reglare, testul de oprire a măsurat 8 V la conectorul principal al modulului în 22 de secunde, confortabil sub limita de 80 V.

Rezultate cuantificate

Compania a urmărit 18 sisteme de acoperiș finalizate după primul an de utilizare a dispozitivului de oprire rapidă Soutya. Rezultatele măsurate față de abordarea anterioară:

• Timp de instalare redus cu 43%- orele medii de muncă pentru instalarea cu oprire rapidă au trecut de la 21 de ore pe proiect de 400 kW la 12 ore, reducând o zi întreagă din program.
• Eșecuri de reluare și inspecție până la zero- cele 1,4 inspecții eșuate anterioare pe sistem, atribuite erorilor de comunicare, au scăzut la zero în toate cele 18 sisteme.
• Costul instalat a scăzut cu 35%- totalul de piese și forță de muncă pentru conformitatea cu oprirea rapidă a scăzut de la 0,048 USD pe watt la 0,031 USD pe watt. La un proiect de 400 kW care s-a tradus în economii de 6.800 USD.

Aceste câștiguri au permis EPC să absoarbă o creștere ulterioară a prețului materialului fără a-și modifica prețul de licitație, iar programul de construcție scurtat a îmbunătățit livrarea la timp pentru chiriașii depozitelor care aveau nevoie de funcționarea acoperișurilor.

Mărturie client

„Oprirea rapidă la nivel de module era cea mai mare zonă de lucru murdară a noastră”, a spus VP-ul operațiunilor companiei. „Dispozitivul de control al liniei de alimentare de 24 V DC Soutya a luat un strat de complexitate din întregul sistem. Nu mai tragem cabluri de date suplimentare și nu am avut nicio întrerupere a comunicației de când ne-am schimbat”.

Lecții și recomandări

Trei lecții din acest proiect ies în evidență pentru alți instalatori:

• Căutați o soluție care reutiliza cablurile existente.Controlul liniei de alimentare evită cablul de comunicație dedicat, care este valoros pentru proiecte de modernizare și deschideri lungi de acoperiș.
• Confirmați din timp compatibilitatea cu marca dvs. specifică de invertor.Primul test pilot înainte de a se angaja la o achiziție completă a salvat echipa luni de depanare mai târziu.
• Măsurați costul total al conformității, nu prețul părții.Economiile de 6.800 USD pe forță de muncă și reprelucrare per proiect au fost mai mult decât întreaga diferență în costul componentelor.

Dacă echipa ar putea reporni proiectul, ar pune filtrul de putere a semnalului pe desenul de proiect de la început pentru orice șir mai lung de 300 m. Totuși, ajustarea minoră a fost singura problemă întâlnită în toate cele 18 instalații.

Referințe

• NEC 690.12 (NFPA 70), Oprire rapidă a sistemelor fotovoltaice pe clădiri, ediția 2020.https://www.nfpa.org/70
• IEC 60947-1, Aparatură de comutare și control de joasă tensiune - Partea 1: Reguli generale.https://webstore.iec.ch/publication/6123