Kuinka kaupallinen aurinkoenergian EPC lyhentää nopean sammutuksen asennusaikaa 40 %

Asiakkaan tausta

Tämä Austinissa, Texasissa, sijaitseva aurinkoenergian suunnittelu-, hankinta- ja rakennusyritys (EPC) on erikoistunut kattojen aurinkosähköjärjestelmiin jakelukeskuksiin ja logistiikkavarastoihin. Yritys asentaa vuosittain 20–30 järjestelmää teholtaan 300–800 kW. Suurin osa näistä katoista on lainkäyttöalueilla, jotka ovat hyväksyneet National Electrical Coden vuoden 2020 tarkistuksen, mikä tarkoittaa, että jokaisessa järjestelmässä on oltava luettelossa oleva nopea sammutusratkaisu, joka laskee ryhmän jännitteen ≤80 V:iin 30 sekunnin kuluessa käynnistämisestä.

Kokopäiväisen 14 hengen kenttätyöntekijän ja keskimääräisen kahden kuukauden projektisyklin ansiosta tiimi tarvitsi nopean sammutusmenetelmän, joka oli sekä koodin mukainen että riittävän yksinkertainen, jotta asennus liikkuisi useissa työmaissa. Edellinen ratkaisu toimi, mutta siihen liittyi piilokustannuksia, jotka näkyivät materiaalilasissa vasta myöhäisessä aikataulussa.

Haasteet edellisen nopean sammutuksen asettelun kanssa

Yritys määritteli moduulitason tehonoptimointijärjestelmän nopeaa sammutusta varten. Jokainen laatikko tarvitsi oman tietoliikennelinkin keskusyhdyskäytävään, ja yhdyskäytävä vaati erillisen Ethernet-kaapelin ja 24 V DC -ohjauslinjan takaisin invertterialueelle. 400 kW:n katolla, jossa oli yli 900 moduulia, tämä merkitsi ylimääräisen pienjännitejohdotuksen vetämistä jokaista moduuliriviä pitkin ja sen päättämistä kolmeen erilliseen yhdyskäytävään.

Kenttäteknikot käyttivät enemmän aikaa näiden viestintälinkkien asentamiseen ja vianetsintään kuin tasavirtajohtojen asennukseen. Pitkä johto kulkee ajoittain katkeavia signaaleja, jolloin invertterin sammutusohjain ilmoittaa viasta. Jopa silloin, kun ryhmä oli turvallinen, ajoittaiset tietoliikennehäiriöt aiheuttivat vääriä hälytyksiä ja epäonnistuneita tarkastuksia. Yksi projekti vaati neljä käyntiä ennen kuin paikallinen AHJ hyväksyi seisokkien ajoitustestin. Ylimääräiset työ-, korjaus- ja tarkastusviiveet lisäsivät 0,045 dollaria wattia kohden yrityksen asennuskustannuksiin.

Miksi Soutya 24V DC Power Line Control Rapid Shutdown Device?

Vaihtoehtoja arvioidessaan EPC-tiimi vertasi kolmea vaihtoehtoa:

• Siirtyminen mikroinverttereihin integroidulla nopealla sammutuksella - vaati koko invertterialustan vaihtamista ja lisäsi komponenttien kustannuksia huomattavasti.
• Tehonoptimoijien säilyttäminen, mutta suuremman sähkömiehistön palkkaaminen ei ratkaissut perustavaa laatua olevaa viestintäjohtojen luotettavuusongelmaa.
• Soutyan 24 V DC voimajohtoohjauksen nopea sammutuslaite eliminoi erillisen tietoliikenneväylän kokonaan.

Soutya-laite lähettää sammutuskomennon olemassa olevan tasavirtakaapelin kautta käyttämällä 24 V DC -sähkölinjan signaalia kommunikoidakseen moduulitason lähettimien kanssa. Ei ylimääräistä Ethernet-ajoa eikä erillistä pienjänniteanturilinjaa. Kotelo kiinnitetään jokaiseen merkkijonojen yhdistämispisteeseen ja liitetään tavalliseen merkkijonoinvertteriin. Yksi ohjain pystyy käsittelemään useita merkkijonoja, mikä vähentää tarvittavien ohjauslaatikoiden määrää kattoa kohden.

Toinen ratkaiseva tekijä oli yhteensopivuus. EPC oli jo standardoitu yhden merkkijonoinvertteriin, ja Soutya-laite toimii inverttereiden kanssa, joissa ei ole sisäänrakennettua nopeaa sammutusta. Näin yritys säilyttää nykyisen invertterivalikoimansa ja muuntajasuunnittelunsa välttäen jokaisen projektin kalliita uudelleenjohdotuksia.

Käyttöönotto ja käyttöönotto

Ensimmäinen käyttöönotto tapahtui 410 kW:n tasaisella kaupallisella katolla Dallasissa. Käyttöönotto kesti kaksi vaihetta kolmen viikon aikana:

• Vaihe yksi: Korvattiin kolme optimointityyppistä yhdyskäytäväjärjestelmää kahdella Soutya-ohjauslaatikolla DC-yhdistimen pääpaneeleissa.
• Vaihe 2: Sopivat Soutya-moduulitason lähettimet asennettiin ja ne päätettiin olemassa oleviin DC-kaapelikenkiin ilman uutta tiedonsiirtolinjaa.
• Sitten tiimi johdotti AC-katkaisun lukituksen, joka laukaisee sammutuksen aina, kun invertterin vaihtovirtapuoli on jännitteetön.

Ensimmäisen sammutustestin aikana ilmeni yksi este. Heikko maadoitusyhteys aiheutti DC-sähkölinjan ohjaussignaalin voimakkuuden menetyksen yhden pitkän merkkijonon lopussa. Soutyan sovellusinsinööri neuvoi asentamaan 10 metrin integroidun signaalisuodattimen tämän merkkijonon päähän. Tämä ratkaisi ongelman alle tunnissa. Säädön jälkeen sammutustestissä mitattiin 8 V moduulin pääliittimestä 22 sekunnissa, mukavasti alle 80 V rajan.

Määrälliset tulokset

Yritys seurasi 18 valmistunutta kattojärjestelmää Soutyan pikasammutuslaitteen ensimmäisen käyttövuoden jälkeen. Mitatut tulokset verrattuna edelliseen lähestymistapaan:

• Asennusaika lyhentynyt 43 %- Keskimääräiset työtunnit nopeassa seisokkiasennuksessa nousivat 21 tunnista 400 kW:n projektia kohden 12 tuntiin, mikä leikkaa koko päivän aikataulusta.
• Uudelleentyöstö- ja tarkastusvirheet nollaan- edelliset 1,4 epäonnistunutta tarkastusta järjestelmää kohti, jotka johtuivat viestintävirheistä, putosivat nollaan kaikissa 18 järjestelmässä.
• Asennuskustannukset laskivat 35 %- Nopean sammutuksen vaatimustenmukaisuuden edellyttämien osien ja työvoiman kokonaismäärä laski 0,048 dollarista wattia kohti 0,031 dollaria wattia kohti. 400 kW:n projektissa, joka tuotti 6 800 dollaria kovia säästöjä.

Nämä voitot antoivat EPC:lle mahdollisuuden ottaa vastaan ​​myöhemmän materiaalin hinnankorotuksen muuttamatta tarjoushintaansa, ja lyhennetty rakennusaikataulu paransi toimitusaikaa niille varastovuokralaisille, jotka tarvitsivat kattonsa toimintaan.

Asiakaslausunto

"Moduulitason nopea sammutus oli aiemmin suurin likainen työalueemme", sanoi yrityksen operatiivinen johtaja. "Soutya 24 V DC voimalinjan ohjauslaite vei yhden kerroksen monimutkaisuutta koko järjestelmästä. Emme vedä enää ylimääräistä datajohtoa, eikä meillä ole ollut ainuttakaan sammutettua tiedonsiirtohäiriötä vaihdon jälkeen."

Oppitunnit ja suositukset

Tämän projektin kolme oppia erottuvat muista asentajista:

• Etsi ratkaisu, joka käyttää uudelleen olemassa olevia johdotuksia.Sähkölinjan ohjauksessa vältetään erilliset tietoliikennekaapelit, jotka ovat arvokkaita jälkiasennusprojekteissa ja pitkissä kattovälissä.
• Varmista yhteensopivuus tietyn invertterimerkkisi kanssa ajoissa.Ensimmäinen pilottitesti ennen täysimääräiseen ostoon sitoutumista säästi tiimiltä kuukausien vianmäärityksen myöhemmin.
• Mittaa vaatimustenmukaisuuden kokonaiskustannukset, älä osan hintaa.6 800 dollarin säästö työssä ja uudelleentyöstössä projektia kohti oli enemmän kuin komponenttien kustannusten koko ero.

Jos tiimi voisi käynnistää projektin uudelleen, he laittaisivat signaalinvoimakkuussuodattimen suunnittelupiirustukseen alusta alkaen kaikille yli 300 metrin pituisille kielille. Silti pieni säätö oli ainoa ongelma, joka havaittiin kaikissa 18 asennuksessa.

Viitteet

• NEC 690.12 (NFPA 70), rakennusten aurinkosähköjärjestelmien nopea sammutus, 2020-versio.https://www.nfpa.org/70
• IEC 60947-1, Pienjännitekojeistot ja ohjauslaitteet - Osa 1: Yleiset säännöt.https://webstore.iec.ch/publication/6123