Hộp kết hợp DC+AC cắt giảm 35% thời gian lắp đặt năng lượng mặt trời như thế nào

Bối cảnh khách hàng

Desert Sun Solar Installations, một nhà thầu năng lượng mặt trời thương mại có trụ sở tại Arizona, lắp đặt hệ thống lưu trữ pin và quang điện trên mái nhà cho các nhà kho và cơ sở bán lẻ trên khắp Tây Nam Hoa Kỳ. Công ty hoàn thành 15 đến 20 dự án mỗi năm với quy mô hệ thống từ 80 kW đến 250 kW. Một nhóm gồm 12 kỹ thuật viên xử lý việc thiết kế, lắp đặt, nối dây và kết nối lưới. Năng suất lao động ảnh hưởng đến lợi nhuận vì hầu hết các dự án đều là hợp đồng có giá thầu cố định.

Những thách thức với vỏ bọc DC và AC riêng biệt

Trước khi chuyển sang Hộp kết hợp DC+AC một pha Soutya 600V 1000V 2 trong 2 đầu ra, mọi dự án đều yêu cầu hai vỏ riêng biệt. Các kỹ thuật viên đã lắp đặt hộp tổ hợp DC gần mảng năng lượng mặt trời và hộp phân phối AC thứ hai gần bộ biến tần hoặc trung tâm phụ tải. Hai hộp yêu cầu thêm không gian trên tường, chạy ống dẫn riêng biệt và phối hợp cẩn thận giữa hệ thống dây quang điện và hệ thống dây điện xoay chiều. Trung bình, mỗi địa điểm phải mất thêm tám giờ lao động để lắp và kết nối hai hộp.

Lỗi nối dây giữa các phần DC và AC gây ra lỗi nối đất và sự cố phân cực ngược, dẫn đến phải làm lại và gọi lại. Trong năm qua, những vấn đề này đã làm tăng thêm khoảng 450 USD chi phí làm lại cho mỗi dự án và làm chậm quá trình vận hành thử hai ngày đối với 40% công việc. Việc kiểm tra sai sót liên quan đến nối đất và tách dây dẫn là điều thường xuyên xảy ra, và các đội phải tháo dỡ đường ống và thay thế các đầu cuối bị dán nhãn sai tại hiện trường.

Tại sao lại sử dụng Hộp kết hợp DC+AC một pha Soutya?

Công ty đã đánh giá ba lựa chọn thay thế: một bảng điều khiển được chế tạo theo yêu cầu sử dụng cầu dao có sẵn, hai hộp nhỏ gọn của đối thủ cạnh tranh và Hộp kết hợp DC+AC một pha Soutya. Vỏ tùy chỉnh yêu cầu phải xem xét kỹ thuật điện và không có các chứng chỉ cần thiết. Thiết kế hai hộp của đối thủ cạnh tranh vẫn sử dụng mương và khe hở trên tường riêng biệt nên không giải quyết được nguyên nhân gốc rễ của việc tốn thêm lao động.

Hộp Soutya kết hợp việc kết hợp chuỗi DC và bảo vệ mạch nhánh AC trong một vỏ bọc duy nhất được xếp hạng IP65. Cấu hình 2 trong 2 đầu ra của nó phù hợp với cách bố trí hệ thống tiêu chuẩn của công ty gồm hai chuỗi DC cấp nguồn cho một bộ biến tần và một đầu ra AC. Thiết bị chấp nhận đầu vào DC 600V hoặc 1000V, bao gồm các điện áp mô-đun được sử dụng trong danh mục dự án. Các thiết bị chống sét lan truyền tích hợp và đầu vào cầu chì đáp ứng các yêu cầu của IEC 61643-11 và IEC 62548. Thiết kế kèm theo giúp đơn giản hóa việc nối đất, giảm chiều dài ống dẫn và loại bỏ vị trí lắp đặt thứ hai.

Quy trình thực hiện

Việc triển khai bắt đầu bằng việc thí điểm kéo dài hai tuần trên ba dự án đã hoàn thành. Phi hành đoàn đã thay thế hai hộp riêng biệt bằng một thiết bị Soutya trên mỗi địa điểm. Việc lắp đặt diễn ra tại một vị trí gần biến tần. Cáp DC và AC được định tuyến vào các cổng vào chuyên dụng và được kết thúc trên các khối đầu cuối được dán nhãn. Bus nối đất bên trong làm giảm công việc liên kết cho nối đất DC và AC, vốn là nguồn vi phạm kiểm tra phổ biến nhất.

Một vấn đề nổi lên khi một thanh tra viên đặt câu hỏi về sự tách biệt giữa dây dẫn DC và AC bên trong vỏ kết hợp. Tài liệu của Soutya bao gồm các thông số kỹ thuật của rào cản vật lý và khoảng cách đường rò, đồng thời chiếc hộp đã vượt qua quá trình kiểm tra mà không cần sửa đổi. Sau khi thí điểm, công ty đã cập nhật thiết kế điện tiêu chuẩn để sử dụng hộp Soutya cho mọi dự án mới. Đội ngũ cũng đã tiêu chuẩn hóa cách bố trí lối vào cáp, giúp rút ngắn thời gian bịt kín khi lắp đặt trên sân thượng.

Kết quả có thể định lượng

Kết quả được đo lường trên bảy dự án hoàn thành trong hai tháng đầu tiên sau khi chuyển đổi. Thời gian cài đặt trung bình trên mỗi trang web giảm từ 31 giờ xuống còn 20 giờ, giảm 35%. Giờ lao động đi dây giảm 40% do các kỹ thuật viên không còn chế tạo các đường ống dẫn DC và AC riêng biệt nữa. Số lần làm lại do lỗi nối dây đã giảm từ 5 sự cố trong 7 công việc trước đó xuống 0.

Tổng số tiền tiết kiệm được về vật liệu và nhân công là 320 USD trên mỗi địa điểm, cộng thêm hơn 10.000 USD hàng năm cho khối lượng dự án của công ty. Sự chậm trễ vận hành liên quan đến việc lắp đặt vỏ bọc đã biến mất. Thời gian trung bình từ khi bắt đầu lắp đặt đến khi kết nối lưới điện được rút ngắn hai ngày, cho phép công ty hoàn thành thêm một dự án mỗi quý.

Lời chứng thực của khách hàng

"Chúng tôi đã thận trọng khi đặt DC và AC vào cùng một hộp, nhưng thiết bị Soutya đã đơn giản hóa việc cài đặt của chúng tôi đến mức đội ngũ của chúng tôi giờ đây yêu cầu điều đó trong mọi dự án mới. Các lỗi nối dây mà chúng tôi từng theo đuổi đã biến mất." — Giám đốc vận hành, Công ty lắp đặt năng lượng mặt trời Desert Sun

Bài học và khuyến nghị

• Chọn hộp tổ hợp phù hợp với điện áp hệ thống và cấu hình chuỗi. Cách bố trí 2 trong 2 của hộp Soutya đã loại bỏ nhu cầu về các hộp nối bổ sung và giảm số lượng thành phần trên mỗi dự án.
• Thu hút đội lắp đặt tham gia vào việc đánh giá thí điểm. Phản hồi về quyền truy cập thiết bị đầu cuối và định tuyến cáp đã dẫn đến quá trình chuyển đổi suôn sẻ hơn và giúp tinh chỉnh quy trình cài đặt tiêu chuẩn.
• Xem lại sớm các mã điện cục bộ để biết các yêu cầu tách DC và AC trong vỏ kết hợp. Có sẵn sơ đồ nối dây và tài liệu tuân thủ của nhà sản xuất sẽ rút ngắn quá trình kiểm tra.

Nếu công ty làm lại dự án, họ sẽ đặt mua bộ tuyến cáp tùy chọn từ Soutya để giảm hơn nữa thời gian bịt kín khi lắp đặt trên sân thượng ngoài trời. Bộ sản phẩm được thiết kế phù hợp với kích thước cổng vào của hộp và sẽ loại bỏ nhu cầu về bộ điều hợp tùy chỉnh.

Tiêu chuẩn tham khảo

Việc lắp đặt này tuân theo các yêu cầu thiết kế củaIEC 62548:2016cho mảng quang điện và các quy định bảo vệ đột biến củaIEC 61643-11:2011cho hệ thống DC điện áp thấp.