Solar EPC เชิงพาณิชย์สามารถลดเวลาการติดตั้งการปิดเครื่องอย่างรวดเร็วลง 40% ได้อย่างไร

ความเป็นมาของลูกค้า

บริษัทวิศวกรรมพลังงานแสงอาทิตย์ การจัดซื้อ และการก่อสร้าง (EPC) ซึ่งมีสำนักงานใหญ่ในเมืองออสติน รัฐเท็กซัส มีความเชี่ยวชาญในระบบ PV บนชั้นดาดฟ้าสำหรับศูนย์กระจายสินค้าและคลังสินค้าโลจิสติกส์ บริษัทติดตั้งระบบ 20 ถึง 30 ระบบในแต่ละปี ตั้งแต่ 300 kW ถึง 800 kW หลังคาส่วนใหญ่อยู่ในเขตอำนาจศาลที่ได้นำ National Electrical Code ฉบับปรับปรุงปี 2020 มาใช้ ซึ่งหมายความว่าทุกระบบจะต้องมีวิธีแก้ปัญหาการปิดระบบอย่างรวดเร็วที่ระบุไว้ ซึ่งจะลดแรงดันไฟฟ้าภายในอาร์เรย์เป็น ≤80 V ภายใน 30 วินาทีหลังจากสตาร์ท

ด้วยทีมงานภาคสนามเต็มเวลา 14 คนและรอบโครงการเฉลี่ย 2 เดือน ทีมงานต้องการวิธีการปิดระบบอย่างรวดเร็วซึ่งเป็นไปตามโค้ดและเรียบง่ายพอที่จะทำให้การติดตั้งดำเนินต่อไปในไซต์งานหลายแห่ง โซลูชันก่อนหน้านี้ใช้งานได้ แต่มาพร้อมกับต้นทุนแอบแฝงที่ไม่แสดงในรายการวัสดุจนกว่าจะล่าช้าตามกำหนดการ

ความท้าทายกับรูปแบบการปิดระบบอย่างรวดเร็วก่อนหน้านี้

บริษัทได้ระบุระบบเพิ่มประสิทธิภาพพลังงานระดับโมดูลสำหรับการปิดเครื่องอย่างรวดเร็ว แต่ละกล่องจำเป็นต้องมีลิงก์การสื่อสารที่เป็นกรรมสิทธิ์ไปยังเกตเวย์กลาง และเกตเวย์ต้องใช้สายอีเทอร์เน็ตแยกต่างหากและสายควบคุม 24 V DC กลับไปยังพื้นที่อินเวอร์เตอร์ บนหลังคาขนาด 400 กิโลวัตต์ที่มีโมดูลมากกว่า 900 โมดูล นั่นหมายถึงการดึงสายไฟแรงดันต่ำเพิ่มเติมไปตามแถวโมดูลทุกแถวและสิ้นสุดที่ตำแหน่งเกตเวย์สามแห่งที่แยกจากกัน

ช่างเทคนิคภาคสนามใช้เวลาในการติดตั้งและแก้ไขปัญหาการเชื่อมต่อการสื่อสารเหล่านี้มากกว่าการเดินสายไฟ DC สายไฟยาวมีสัญญาณหลุดเป็นบางครั้ง ทำให้ตัวควบคุมการปิดระบบของอินเวอร์เตอร์รายงานข้อผิดพลาด แม้ว่าอาเรย์จะปลอดภัย ความล้มเหลวในการสื่อสารเป็นระยะๆ ก็กระตุ้นให้เกิดการแจ้งเตือนที่ผิดพลาดและการตรวจสอบที่ล้มเหลว โครงการหนึ่งจำเป็นต้องมีการเยี่ยมชมสถานที่สี่ครั้งก่อนที่ AHJ ในพื้นที่จะยอมรับการทดสอบกำหนดเวลาปิดเครื่อง ความล่าช้าด้านแรงงานที่เพิ่มขึ้น การทำงานซ้ำ และการตรวจสอบทำให้ต้นทุนการติดตั้งของบริษัทเพิ่มขึ้น 0.045 ดอลลาร์ต่อวัตต์

เหตุใดจึงต้องควบคุมสายไฟ DC Soutya 24V DC อย่างรวดเร็ว

ขณะประเมินทางเลือกอื่น ทีม EPC ได้เปรียบเทียบสามตัวเลือก:

• การเปลี่ยนไปใช้ไมโครอินเวอร์เตอร์ที่มีการปิดระบบอย่างรวดเร็วในตัว - จำเป็นต้องเปลี่ยนแพลตฟอร์มอินเวอร์เตอร์ทั้งหมด และเพิ่มต้นทุนส่วนประกอบด้วยอัตรากำไรขั้นต้นที่สูง
• การรักษาตัวเพิ่มประสิทธิภาพพลังงานไว้แต่จ้างทีมงานไฟฟ้าจำนวนมากขึ้น - ไม่สามารถแก้ปัญหาความน่าเชื่อถือของสายการสื่อสารขั้นพื้นฐานได้
• การใช้อุปกรณ์ปิดเครื่องอย่างรวดเร็วควบคุมสายไฟ Soutya 24 V DC - กำจัดบัสการสื่อสารที่แยกจากกันโดยสิ้นเชิง

อุปกรณ์ Soutya จะส่งคำสั่งปิดเครื่องผ่านสายไฟ DC ที่มีอยู่ โดยใช้สัญญาณสายไฟ 24 V DC เพื่อสื่อสารกับเครื่องส่งสัญญาณระดับโมดูล ไม่มีการทำงานของอีเธอร์เน็ตเพิ่มเติม และไม่มีสายเซ็นเซอร์แรงดันต่ำแยกกัน กล่องหุ้มจะติดตั้งที่จุดรวมสตริงทุกจุดและเชื่อมต่อกับอินเวอร์เตอร์สตริงมาตรฐาน คอนโทรลเลอร์ตัวเดียวสามารถรองรับหลายสายได้ ซึ่งช่วยลดจำนวนกล่องควบคุมที่ต้องใช้ต่อหลังคา

ปัจจัยในการตัดสินใจอีกประการหนึ่งคือความเข้ากันได้ EPC ได้รับการกำหนดมาตรฐานให้กับสตริงอินเวอร์เตอร์ยี่ห้อหนึ่งแล้ว และอุปกรณ์ Soutya ทำงานร่วมกับอินเวอร์เตอร์ที่ไม่มีการปิดเครื่องอย่างรวดเร็วในตัว ซึ่งช่วยให้บริษัทสามารถรักษาสินค้าคงคลังอินเวอร์เตอร์และการออกแบบหม้อแปลงที่มีอยู่ไว้ได้ โดยหลีกเลี่ยงการเดินสายใหม่ที่มีต้นทุนสูงในทุกโครงการ

การนำไปใช้และการปรับใช้

การใช้งานครั้งแรกเกิดขึ้นบนหลังคาเชิงพาณิชย์แบบเรียบขนาด 410 กิโลวัตต์ในดัลลัส การเปิดตัวครอบคลุม 2 ระยะในระยะเวลา 3 สัปดาห์:

• ระยะที่หนึ่ง: แทนที่ระบบเกตเวย์แบบออปติไมเซอร์สามระบบด้วยกล่องควบคุม Soutya สองกล่องที่แผง DC Combiner หลัก
• ระยะที่สอง: ติดตั้งเครื่องส่งสัญญาณระดับโมดูล Soutya ที่ตรงกัน และสิ้นสุดการเชื่อมต่อบนตัวดึงสายเคเบิล DC ที่มีอยู่โดยไม่ต้องดึงสายสื่อสารใหม่
• จากนั้น ทีมงานจึงต่อสายอินเตอร์ล็อคตัดการเชื่อมต่อไฟฟ้ากระแสสลับ ซึ่งจะสั่งงานการปิดเมื่อใดก็ตามที่ด้านไฟฟ้ากระแสสลับของอินเวอร์เตอร์ถูกตัดไฟ

อุปสรรคหนึ่งปรากฏขึ้นระหว่างการทดสอบการปิดระบบครั้งแรก การเชื่อมต่อกราวด์ที่อ่อนทำให้สัญญาณควบคุมสายไฟ DC สูญเสียความแรงเมื่อใกล้ถึงปลายสายยาวเส้นหนึ่ง วิศวกรแอปพลิเคชันของ Soutya แนะนำให้ติดตั้งตัวกรองสัญญาณในตัวยาว 10 ม. ที่ส่วนท้ายของสตริงนั้น ซึ่งแก้ไขปัญหาได้ภายในเวลาไม่ถึงหนึ่งชั่วโมง หลังจากการปรับเปลี่ยน การทดสอบการปิดระบบจะวัด 8 V ที่ขั้วต่อหลักของโมดูลภายใน 22 วินาที ซึ่งอยู่ภายใต้ขีดจำกัด 80 V อย่างสบายๆ

ผลลัพธ์เชิงปริมาณ

บริษัทติดตามระบบบนหลังคาที่เสร็จสมบูรณ์แล้ว 18 ระบบหลังจากปีแรกของการใช้อุปกรณ์ปิดระบบด่วน Soutya ผลลัพธ์ที่วัดเทียบกับแนวทางก่อนหน้า:

• เวลาการติดตั้งลดลง 43%- ชั่วโมงแรงงานเฉลี่ยสำหรับการติดตั้งการปิดระบบอย่างรวดเร็วเพิ่มขึ้นจาก 21 ชั่วโมงต่อโครงการ 400 กิโลวัตต์ เป็น 12 ชั่วโมง ซึ่งตัดเวลาทั้งวันจากกำหนดการ
• การทำงานซ้ำและความล้มเหลวในการตรวจสอบเหลือศูนย์- การตรวจสอบที่ล้มเหลว 1.4 ครั้งก่อนหน้านี้ต่อระบบอันเนื่องมาจากข้อผิดพลาดในการสื่อสารลดลงเหลือศูนย์ในทั้ง 18 ระบบ
• ค่าติดตั้งลดลง 35%- ชิ้นส่วนและแรงงานทั้งหมดสำหรับการปฏิบัติตามการปิดระบบอย่างรวดเร็วลดลงจาก 0.048 ดอลลาร์ต่อวัตต์ เป็น 0.031 ดอลลาร์ต่อวัตต์ ในโครงการขนาด 400 กิโลวัตต์ ซึ่งประหยัดเงินได้มากถึง 6,800 ดอลลาร์

กำไรที่เพิ่มขึ้นดังกล่าวทำให้ EPC สามารถดูดซับราคาวัสดุที่เพิ่มขึ้นในภายหลังโดยไม่ต้องเปลี่ยนราคาเสนอซื้อ และกำหนดการก่อสร้างที่สั้นลงช่วยปรับปรุงการส่งมอบตรงเวลาสำหรับผู้เช่าคลังสินค้าที่ต้องการใช้งานหลังคา

คำรับรองจากลูกค้า

"การปิดระบบอย่างรวดเร็วในระดับโมดูลเคยเป็นพื้นที่ทำงานสกปรกที่ใหญ่ที่สุดของเรา" รองประธานฝ่ายปฏิบัติการของบริษัทกล่าว "อุปกรณ์ควบคุมสายไฟ Soutya 24 V DC ใช้ความซับซ้อนหนึ่งชั้นจากทั้งระบบ เราไม่ดึงสายข้อมูลเพิ่มเติมอีกต่อไป และเราไม่ได้ประสบปัญหาการสื่อสารล้มเหลวแม้แต่ครั้งเดียวนับตั้งแต่เราเปลี่ยน"

บทเรียนและคำแนะนำ

บทเรียนสามบทจากโปรเจ็กต์นี้โดดเด่นสำหรับผู้ติดตั้งรายอื่น:

• มองหาวิธีแก้ปัญหาที่นำสายไฟที่มีอยู่กลับมาใช้ใหม่การควบคุมสายไฟหลีกเลี่ยงสายสื่อสารเฉพาะ ซึ่งมีประโยชน์สำหรับโครงการปรับปรุงและช่วงหลังคาที่ยาว
• ยืนยันความเข้ากันได้ตั้งแต่เนิ่นๆ กับแบรนด์อินเวอร์เตอร์เฉพาะของคุณการทดสอบนำร่องครั้งแรกก่อนที่จะตัดสินใจซื้อแบบเต็มช่วยทีมในการแก้ไขปัญหาในภายหลังได้หลายเดือน
• วัดต้นทุนรวมในการปฏิบัติตามข้อกำหนด ไม่ใช่ราคาชิ้นส่วนประหยัดค่าแรงและการทำงานซ้ำได้ 6,800 ดอลลาร์ต่อโครงการ ซึ่งมากกว่าส่วนต่างของต้นทุนส่วนประกอบทั้งหมด

หากทีมงานสามารถเริ่มโครงการใหม่ได้ พวกเขาจะติดตัวกรองความแรงของสัญญาณไว้ในแบบออกแบบตั้งแต่ต้นสำหรับสายใดๆ ที่ยาวกว่า 300 เมตร อย่างไรก็ตาม การปรับเปลี่ยนเล็กน้อยเป็นปัญหาเดียวที่พบในการติดตั้งทั้ง 18 รายการ

อ้างอิง

• NEC 690.12 (NFPA 70) การปิดระบบ PV บนอาคารอย่างรวดเร็ว ฉบับปี 2020https://www.nfpa.org/70
• IEC 60947-1 สวิตช์เกียร์แรงดันต่ำและเกียร์ควบคุม - ส่วนที่ 1: กฎทั่วไปhttps://webstore.iec.ch/publication/6123