ฟาร์มพลังงานแสงอาทิตย์ลดความเสี่ยงความล้มเหลวของสตริงลง 60% ได้อย่างไรด้วยกล่อง Combiner DC 1000V 2 In 1 Out Isolator

ความเป็นมาของลูกค้า

ผู้ดำเนินการโซลาร์ฟาร์มขนาดกลางในสหรัฐอเมริกาตะวันตกเฉียงใต้จัดการการติดตั้ง PV ขนาด 50 MW โรงงานแห่งนี้ใช้สายไฟ DC 1,500V แต่เนื่องจากโครงสร้างพื้นฐานแบบเดิม กล่อง Combiner จึงทำงานที่ 1,000V DC ไซต์นี้มีกล่องรวมมากกว่า 200 กล่อง แต่ละกล่องจัดการหลายสตริง ทีมบำรุงรักษาต้องต่อสู้กับความล้มเหลวของตัวแยกกระแสไฟบ่อยครั้งและเหตุการณ์อาร์กแฟลช ทำให้เกิดการหยุดทำงานโดยไม่ได้วางแผนและอันตรายด้านความปลอดภัย

ความท้าทายกับกล่อง Combiner ที่มีอยู่

กล่อง Combiner ที่มีอยู่ใช้สวิตช์แบบหมุนซึ่งจำเป็นต้องมีการแยกแบบแมนนวล ช่างเทคนิคต้องปิดอินเวอร์เตอร์ต้นทางระหว่างการบำรุงรักษา ส่งผลให้สูญเสียการผลิตสูงสุดถึง 2% ต่อเดือน สวิตช์แยกยังลดลงหลังจากใช้งานซ้ำๆ ทำให้เกิดความต้านทานต่อการสัมผัสซึ่งส่งผลให้เกิดความร้อนสูงเกินไป ในปีที่ผ่านมา มีกล่องห้ากล่องประสบเหตุการณ์อาร์คแฟลชเล็กน้อย ทำให้ช่างเทคนิคได้รับบาดเจ็บหนึ่งราย (ไม่รุนแรง) การออกแบบที่ล้าสมัยไม่มีการตรวจจับข้อผิดพลาดส่วนโค้ง และตัวเครื่องไม่ตรงตามมาตรฐาน IP65 ล่าสุดสำหรับฝุ่นและความชื้นภายนอกอาคาร

เจ้าหน้าที่ปฏิบัติงานพยายามเปลี่ยนสวิตช์ด้วยยูนิตที่ได้รับการจัดอันดับสูงกว่าจากซัพพลายเออร์รายอื่น แต่ปัญหาการประกอบและความเข้ากันไม่ได้กับการกำหนดค่าแบบ 2-in-1-out ที่มีอยู่ (สตริงอินพุตสองตัว และเอาต์พุตหนึ่งตัว) ทำให้เกิดความล่าช้า กล่องรวมของคู่แข่งที่มีตัวแยกวงจรในตัวทำงานล้มเหลวภายในหกเดือนเนื่องจากระดับแรงดันไฟฟ้ากระแสตรงไม่เพียงพอที่ 1,000V ภายใต้โหลดเต็ม

ทำไมต้องใช้ Soutya 1000V DC Combiner Box 2 In 1 Out Isolator

ทีมเทคนิคได้ประเมินผู้ขายสามราย ผลิตภัณฑ์ของ Soutya โดดเด่นด้วยเหตุผลสองประการ: สวิตช์แยกกระแสไฟได้รับการทดสอบที่ 1,000V DC ที่กระแสไฟฟ้าต่อเนื่อง 32A ซึ่งเกินข้อกำหนดของไซต์ 25A ต่อสตริง กล่องนี้มีการกำหนดค่าแบบ 2-in-1-out ที่แท้จริงพร้อมเทอร์มินัลที่มีป้ายกำกับ ช่วยลดข้อผิดพลาดในการติดตั้ง ตู้ที่ได้รับการจัดอันดับ IP65 และการป้องกันข้อผิดพลาดอาร์ก dc ในตัว (ตามมาตรฐาน UL 1699B) ตอบโจทย์ข้อกังวลด้านความปลอดภัย โดยตัวเครื่องมีอุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากพิกัด 1,000V DC ตาม IEC 61643-11 เพื่อป้องกันปัญหาชั่วคราวที่เกิดจากฟ้าผ่า

การตัดสินใจดังกล่าวยังได้รับอิทธิพลจากการรับประกัน 5 ปีของ Soutya และความพร้อมในสต็อกในท้องถิ่นอีกด้วย ราคาต่อหน่วยต่ำกว่าคู่แข่งที่ใกล้เคียงที่สุดซึ่งมีสเป็คใกล้เคียงกันถึง 15%

กระบวนการดำเนินการ

โปรเจ็กต์นี้ทดแทนกล่องรวมอายุ 50 กล่องในระยะเวลาสองเดือน การเปลี่ยนแต่ละครั้งใช้เวลาสองชั่วโมงสำหรับทีมสองคน ซึ่งรวมถึงการหยุดจ่ายไฟ การโอนย้ายสายไฟ และการทดสอบ การออกแบบ iso-intor ช่วยให้สามารถล็อกเอาต์/แท็กเอาต์ได้อย่างรวดเร็วโดยไม่ต้องปิดอัปสตรีม ความท้าทายประการหนึ่งคือเค้าโครงท่อร้อยสายที่มีอยู่ไม่สอดคล้องกับการน็อกเอาต์ของกล่องใหม่ ทีมงานใช้อะแดปเตอร์ท่อร้อยสายแบบยืดหยุ่นแทนที่จะเจาะรูใหม่ เพื่อรักษาระดับ IP ของตู้ไว้ หลังการติดตั้ง แต่ละกล่องได้รับการทดสอบความต้านทานของฉนวนและขั้วไฟฟ้า ปัญหาทั่วไปคือสกรูขั้วต่อหลวม ซึ่งแก้ไขได้โดยใช้ชุดขับแรงบิดที่ตั้งค่าไว้ที่ 5 นิวตันเมตรตามคำแนะนำของ Soutya ไม่มีความล้มเหลวเกิดขึ้นในระหว่างขั้นตอนการว่าจ้าง

ผลลัพธ์เชิงปริมาณ

หลังจากดำเนินการเป็นเวลาหกเดือน:

• เวลาหยุดทำงานโดยไม่ได้วางแผนลดลง 60% จาก 12 ชั่วโมงต่อเดือนเหลือน้อยกว่า 5 ชั่วโมง
• ค่าบำรุงรักษาลดลง 8,000 เหรียญสหรัฐต่อปี เนื่องจากการเปลี่ยนสวิตช์ลดลง
• การสูญเสียการผลิตพลังงานจากการปิดระบบด้วยตนเองลดลง 1.5% ทำให้มีรายได้เพิ่มขึ้น 12,000 ดอลลาร์ต่อปี
• เหตุการณ์อาร์คแฟลชหยุดลงโดยสิ้นเชิง ไม่มีรายงานเหตุการณ์ด้านความปลอดภัย
• ประสิทธิภาพของอินเวอร์เตอร์ดีขึ้น 0.3% เนื่องจากแรงดันไฟฟ้าที่สม่ำเสมอช่วยลดการสูญเสียแรเงาบางส่วน

ระยะเวลาคืนทุนโดยรวมสำหรับ 50 ยูนิตคือ 11 เดือน

คำรับรองจากลูกค้า

“การเปลี่ยนมาใช้กล่อง Combiner Soutya ไม่ใช่เรื่องยาก ตัวแยกไฟฟ้าในตัวและ SPD ช่วยให้เรารอดพ้นจากเพลิงไหม้ที่อาจเกิดขึ้นในช่วงฤดูร้อนที่แล้วระหว่างพายุฝนฟ้าคะนอง ช่างเทคนิคของเรารู้สึกปลอดภัยมากขึ้น และเราจะไม่เสียเวลาในการผลิตครึ่งวันในการบำรุงรักษาตามปกติอีกต่อไป” — ผู้จัดการฝ่ายปฏิบัติการสิ่งอำนวยความสะดวก

บทเรียนและคำแนะนำ

1. จัดลำดับความสำคัญด้านความปลอดภัยของการแยก:สำหรับระบบ 1,000V DC ที่มีอยู่ ให้อัปเกรดเป็นกล่องรวมที่มีตัวแยกวงจรในตัวเพื่อลดความเสี่ยงจากไฟอาร์ก อัตราการแบ่งโหลดของหน่วย Soutya ช่วยให้มั่นใจได้ถึงการตัดการเชื่อมต่ออย่างปลอดภัยภายใต้กระแสไฟ
2. รวมถึงการป้องกันไฟกระชาก:แม้ในพื้นที่ที่มีฟ้าผ่าต่ำ SPD จะป้องกันความเสียหายสะสมจากการสลับสภาวะชั่วขณะ SPD ตามมาตรฐาน IEC 61643-11 ในกล่องนี้ได้ดูดซับไฟกระชากสองครั้งโดยไม่เกิดข้อผิดพลาด
3. ตรวจสอบความเข้ากันได้ตั้งแต่เนิ่นๆ:สั่งซื้อตัวอย่างเพื่อทดสอบความพอดี ข้อต่อน็อคเอาท์ และตัวเชื่อมต่อท่อร้อยสาย การปรับตัวภาคสนามด้วยท่อร้อยสายแบบยืดหยุ่นนั้นมีเพียงเล็กน้อย แต่ต้องได้รับการอนุมัติจากวิศวกรก่อน

ข้อมูลอ้างอิง: IEC 62548:2016 อาร์เรย์ไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ (PV) - ข้อกำหนดการออกแบบ (ส่วนเกี่ยวกับการเดินสายกล่อง Combiner และการป้องกันกระแสเกิน) IEC 61643-11:2011 อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากแรงดันต่ำ (ตอนที่ 11 ครอบคลุม DC SPD สำหรับ PV) UL 1699B:2018 การป้องกันวงจรไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ (PV) DC Arc-Fault (สำหรับการตรวจจับข้อผิดพลาดส่วนโค้งในกล่อง Combiner)