Hoe een commercieel zonnepark de installatietijd met 25% verkortte met de 1000V DC combinerbox 3 in 1 uit MCB-type

Achtergrond van de klant

Een commerciële exploitant van zonneparken in Californië beheert een op de grond gemonteerde installatie van 5 MW met meer dan 15.000 PV-panelen. Het bedrijf is gespecialiseerd in zonne-energieprojecten op utiliteitsschaal en exploiteert twaalf locaties in het zuidwesten van de Verenigde Staten. Om aan agressieve uitbreidingsdoelstellingen te voldoen, zocht het technische team naar manieren om de veldbedrading te vereenvoudigen en de componentkosten te verlagen zonder de betrouwbaarheid van het systeem in gevaar te brengen.

Met welke uitdagingen werd de klant geconfronteerd met zijn bestaande combinerconfiguratie?

werd elke reeks van 20 panelen (nominaal 1000 V DC) aangesloten op een afzonderlijke, op zekeringen gebaseerde combinerbox. Deze aanpak vereiste meerdere behuizingen, uitgebreide bekabeling en frequente vervanging van zekeringen vanwege hinderlijke trips. De oorspronkelijke opstelling maakte gebruik van 3 individuele combinerboxen per array met 60 panelen, waardoor waardevolle rackruimte werd ingenomen en complexe problemen met het draadbeheer ontstonden. Onderhoudsploegen besteedden gemiddeld 2 uur per week aan het vervangen van doorgebrande zekeringen op de locatie. De afzonderlijke behuizingen vergrootten het risico op bedradingsfouten tijdens de installatie.

Waarom kozen ze voor het 1000V DC-combineerdoos 3 in 1 uit MCB-type?

Na het evalueren van op zekeringen en MCB-gebaseerde opties van drie leveranciers, selecteerde het team het Soutya 1000V DC Combiner Box 3 In 1 Out MCB-type om drie belangrijke redenen:

• Geïntegreerde MCB-bescherming:De ingebouwde automatische zekering elimineert de noodzaak voor aparte zekeringhouders en vermindert hinderlijke uitschakelingen.
• Ruimtebesparend 3-in-1 ontwerp:Door drie strings in één behuizing te combineren, werd het aantal combinerboxen met 66% verminderd, waardoor rackruimte vrijkwam voor extra panelen.
• Vereenvoudigde bedrading:Voorbedrade MCB-uitgangen maakten een plug-and-play-verbinding met de omvormer mogelijk, waardoor de installatietijd en het foutpercentage werden verlaagd.

De beslissing werd genomen nadat een kostenanalyse naast elkaar had aangetoond dat de totale installatiekosten 15% lager waren dan de vorige, op zekeringen gebaseerde aanpak, als gevolg van lagere arbeids- en behuizingskosten.

Hoe werd de implementatie uitgevoerd?

Het project duurde vier weken en omvatte de renovatie van 200 combinerlocaties verspreid over de locatie. Belangrijke stappen inbegrepen:

1. Site-audit:Identificeerde alle strings die conversie nodig hadden van zekering naar MCB-beveiliging.
2. Montage en bedrading:Oude behuizingen verwijderd en de nieuwe 3-in-1 dozen geïnstalleerd. Elke box accepteert drie positieve en drie negatieve inputs van de zonnereeksen.
3. Omvormeraansluiting:De enkele uitgang van elke box werd met behulp van vooraf afgesloten kabels op het omvormercombinatorpaneel aangesloten.
4. Testen:Geverifieerde continuïteit, isolatieweerstand en MCB-uitschakelinstellingen (nominaal 16A per string) onder belasting.

Eén uitdaging was het aanpassen van bestaande stringkabels aan de ingangsterminals van de nieuwe box. Het team heeft dit probleem opgelost door in het veld installeerbare MC4-connectoren te gebruiken, waardoor alle verbindingen binnen een week werden gestandaardiseerd.

Welke kwantificeerbare resultaten zijn er bereikt?

Na volledige inzet gedurende een periode van zes maanden werden de volgende verbeteringen gemeten:

• 25% reductie in installatietijd per array(van gemiddeld 4 uur tot 3 uur).
• 15% lagere component- en arbeidskostenper combinerlocatie, wat in totaal $ 12.000 bespaart.
• 50% minder onderhoudsbeurtenwegens hinderlijke verplaatsingen (van 8 per maand naar 4).
• 10% toename van de uptime van het systeemomdat MCB-resets sneller zijn dan het vervangen van zekeringen.

Dankzij het gestroomlijnde ontwerp kon de exploitant ook 5% meer panelen per hectare toevoegen, waardoor het landgebruik werd verbeterd.

Wat zei de klant?

"De 3-in-1 MCB-combinatorbox vereenvoudigde de bedrading van onze arrays. We voltooien de installaties nu in minder tijd en ons onderhoudsteam besteedt veel minder uren aan zekeringsgerelateerde problemen. Het is een solide upgrade voor elk middelgroot tot groot zonne-energieproject." — Projectmanager, exploitant van zonneparken

Welke lessen heeft dit project onthuld?

Andere zonne-energie-installateurs kunnen profiteren van deze inzichten:

• Standaardiseren op MCB-bescherming:MCB's bieden een resetbare overstroombeveiliging en zijn betrouwbaarder dan zekeringen in omgevingen met veel trillingen.
• Verminder het aantal behuizingen:Multi-string combinerboxen verlagen de materiaal- en arbeidskosten en vereenvoudigen toekomstige uitbreidingen.
• Plan voor connectorcompatibiliteit:Zorg ervoor dat ter plaatse installeerbare connectoren beschikbaar zijn om vertragingen bij het achteraf inbouwen van bestaande systemen te voorkomen.

Als het team opnieuw zou beginnen, zou het team de 3-in-1 MCB-box vanaf de eerste ontwerpfase hebben gespecificeerd om retrofitkosten te voorkomen.

Referenties uit de industrie

• IEC 62548:2016 Fotovoltaïsche (PV) arrays — Ontwerpvereisten. (Bron:https://webstore.iec.ch/publication/62548)
• Chen G, Mou X. Onderzoek naar de coördinatie tussen MCB en RCBO in laagspanningsstroomdistributiesystemen.Elektrotechniek, 2022, 104(3): 1823-1835.