Студија на случај: 1000V DC Комбинирана кутија 6 во 2 излези ги намалува трошоците за соларна низа за 15%

Позадина на клиентите

Компанија за соларни инженеринг, набавки и градежништво (EPC) со средна големина, лоцирана во јужна Шпанија, управува со инсталации поставени на земја низ Пиринејскиот Полуостров. Со 200 вработени и годишен гасовод од 80 MW, компанијата рутински работи на проекти каде земјиштето, кабелските линии и инвертерите се распоредени во тесни географски места.

Бизнисот доби договор за обновување на енергија и проширување на постоечката соларна централа од 1,6 MW со додавање на нов капацитет од 0,8 MW. Фабриката повеќе не ги задоволуваше построгите потреби за безбедност и перформанси на денешната DC опрема, така што старите кутии со низа и кабли мораа да се заменат. Инженерскиот тим бараше решение што ќе ги намали трошоците за рамнотежа на системот, додека инсталацијата ќе биде безбедна и ќе биде минимално застојот.

Предизвици и Болни точки

Оригиналната соларна централа користела комбинирани кутии со ознака 600 V, споени со линија на инвертер од 380 V. Секои четири струјни кола беа комбинирани во еден фидер, барајќи долги нисконапонски кабли. На новиот дел, тимот планираше да користи соларни модули од 1000 V и централен инвертер со капацитет од 1000 V за да ги намали пресеците на кабелот и да ја подобри ефикасноста на инверторот.

Проблемот беше што стандардните комбинирани кутии од 600 V не можеа да ги прифатат повисоките напони на жици. Затоа, на проект-менаџерите им требаше комбинирана кутија способна да ракува со 1000 V DC додека напојува два независни инвертер влезови. Постојните кабли и ровови за кабли не можеа да си дозволат значителни нови патеки, така што на проектот му беше потребна компактна кутија што ќе дозволи да влезат шест жици и да излезат два групни излези, ограничувајќи ги новите влечења на кабли и скратувајќи ја должината на фидерот.

Уште една главоболка дојде од одржување. Во старата инсталација, кратки споеви или дефекти на жици беа изолирани со бавни механички осигурувачи. Тоа предизвика следење на грешките одземаат многу време и непланирани загуби на производство на секои неколку месеци. Со обновувањето на постројката, EPC сакаше да ги избегне тие загуби.

Зошто Soutya 1000V DC Комбинаторна кутија 6 во 2 излез MCB тип?

Инженерскиот тим оцени три алтернативи: стандардни домашни разводни кутии со држачи за осигурувачи, увезени високонапонски комбинирани кутии понудени од партнер на модулот и Soutya 1000V DC комбинирана кутија. Првото решение беше отфрлено бидејќи на теренските кутии им недостасуваат соодветни куќишта со ознака IP и прекинувачи со ознака DC. Втората опција беше поскапа и имаше време на носење повеќе од десет недели.

Soutya 1000V DC комбинираната кутија се издвојуваше поради трите карактеристики на производот што точно одговараа на барањата на проектот.

• Шест DC влезови и два излеза, давајќи му можност на дизајнот да напојува два одделни MPPT влезови на инвертер без додаден под-панел.
• Заштита од типот MCB наместо држачи за осигурувачи. Ова овозможи лесно ресетирање и решавање проблеми без потреба од резервни осигурувачи.
• Оценет за 1000 V DC според распоредот на жици на напонот на проектот, така што кутијата може да се постави блиску до низата и сепак да одговара на праговите за безбеден напон на постројката.

Покрај тоа, кутијата дојде од локален добавувач со кратко време на испорака од две недели. Менаџерите за набавки ги споредија трошоците за единицата Soutya со конкуренцијата и пресметаа заштеда од 22% по куќиште, пред да размислат за заштедата на жици и работна сила.

Процес на имплементација и примена

Проектот го испорача целосното напојување и проширување за време на тримесечен градежен прозорец., инсталацијата на 1000V DC комбинираните кутии траеше шест дена низ десет нови и заменети низи.

Тимот следеше јасна низа:

1. По фиксирањето на држачите за монтирање, техничарите ги инсталираа линиите на DC жици на позициите на кутијата на комбинираниот со тест на напон на 1000 V DC.
2. Секоја Soutya 1000V DC комбинирана кутија беше монтирана на решетката со нејзините неутрални и проводни влезови свртени надолу, заштитувајќи ја преградата MCB од упад на дожд.
3. Шест проводници на жици беа затворени во секоја кутија и се проверуваше вртежниот момент според вредностите на етикетата.
4. Двата излезни доводи беа насочени кон влезните делови MPPT на инверторот, а прекинувачите за еднонасочна струја беа вклучени само откако сите врски беа потврдени.

Клучна тешкотија се појави на покривите обработени со челик каде што заземјувачката плоча на куќиштето не можеше да се завртка. Инженерот за претпродажба на производителот предложи да се користи комплет за заземјување со терминали за компресија со една дупка. Екипата на локацијата ја примени препорачаната алатка за стегање и помина тест за континуитет. Тоа го елиминира потенцијалното доцнење од два дена.

Квантификувани резултати

По пуштањето во употреба и целосната летна оперативна сезона, EPC ги спореди перформансите на постројката со повторно напојување со постариот дел што работи со истата класа на инвертер.

• Тежината на бакар на кабелот по доводник на жици падна за 35%, бидејќи жиците од 1000 V работеа со поголем напон и помала струја додека ја одржуваа истата граница на пад на напонот.
• Вкупниот трошок на материјалите за рамнотежа на системот за додадениот дел од 0,8 MW беше намален за 15% во споредба со основниот дизајн од 600 V, вклучувајќи ја ефективната цена на Soutya 1000V DC комбинираната кутија.
• Времето за ресетирање на дефектот отиде од просечно 55 минути на 8 минути благодарение на прекинувачите од типот MCB и лесно пристапниот аранжман 6-во-2-излез.
• Достапноста на генерациите се подобри за 3,4% во текот на првите три месеци во споредба со историските перформанси на постарите кутии со низа со заштита базирана на осигурувачи.

Бидејќи беа потребни помалку под-внесувачи, должината на ровот исто така беше скратена за 18%. Тоа спаси една недела од ископувањето и ја намали работата на набивање пред да се монтираат инвертерите.

Перспектива на клиентите

Раководителот за електротехника на ЕПС изјави:

„Кутијата со комбинирање на 1000V DC ни го даде распоредот со двоен излез кој ни беше потребен без посебна изработка. Ги намаливме нашите материјални трошоци и, уште повеќе, кога ќе се спушти низа, екипажот го обновува за неколку минути, отколку да троши часови во потрага по издуван осигурувач“.

Сопственикот на постројката го повтори тој став, истакнувајќи дека новата конфигурација дозволува идно проширување без да се замени оригиналната инфраструктура на еднонасочна струја.

Лекции и препораки

За други EPC компании кои планираат слична високонапонска соларна работа со еднонасочна струја, се издвојуваат три точки:

• Изберете комбинирана кутија со точниот број на влезови и излези за топологијата на инвертерот пред да започнете со распоред. Единицата со 6-во-2-излез може значително да го намали бројот на фидери и секундарните дистрибутивни панели.
• Заштитата базирана на MCB вреди малку повисока почетна цена, бидејќи оперативниот прекин е потценет во деловен случај. Еден избегнат полудневен прекин може да плати дополнително.
• Потврдете ги барањата за заземјување и заштита на IP со добавувачот пред испораката. Мал детал како комплет за заземјување може да влијае на брзината и доверливоста на инсталацијата, за места со покачен покрив.

Доколку проектот се преработи, тимот ќе нарача претходно издупчени комплети со жлезди и означени цевки за маркери со проводници истовремено со кутиите. Таа едноставна промена ќе го намали времето на затворање на инспекцијата за уште два дена низ целата фабрика.

Референци за индустриски стандарди

Применетата инсталација и селекција на 1000V DC комбинирана кутија ги следи релевантните барања на IEC: IEC 62548:2016 за дизајн и структурни барања на PV низа и IEC 61643-11:2011 за координација за заштита од пренапони на страната DC.

• IEC 62548:2016 — Фотоволтаични (PV) низи — Барања за дизајн.https://webstore.iec.ch/publication/62548
• IEC 61643-11:2011 — Заштитни уреди за нисконапонски пренапони — SPD поврзани со нисконапонски електроенергетски системи.https://webstore.iec.ch/publication/61643-11