Hoe een DC+AC-combinatorbox de installatietijd voor zonne-energie met 35% verkortte

Achtergrond van de klant

Desert Sun Solar Installations, een commerciële zonne-energieaannemer gevestigd in Arizona, installeert fotovoltaïsche systemen en batterijopslagsystemen op daken voor magazijnen en winkelfaciliteiten in het zuidwesten van de Verenigde Staten. Het bedrijf voltooit jaarlijks 15 tot 20 projecten, met systeemgroottes variërend van 80 kW tot 250 kW. Een team van twaalf technici zorgt voor het ontwerp, de montage, de bedrading en de onderlinge verbinding van het elektriciteitsnet. De arbeidsproductiviteit heeft invloed op de winstgevendheid, omdat de meeste projecten contracten met een vast bod zijn.

Uitdagingen met afzonderlijke DC- en AC-behuizingen

Voordat we overstapten op de Soutya Single Phase DC+AC Combiner Box 600V 1000V 2 In 2 Out Industrial Box, vereiste elk project twee afzonderlijke behuizingen. Technici installeerden een DC-combibox nabij de zonnepanelen en een tweede AC-verdeelkast nabij de omvormer of het laadcentrum. De twee dozen vereisten extra wandruimte, afzonderlijke kabelgoten en een zorgvuldige coördinatie tussen fotovoltaïsche en AC-bedrading. Gemiddeld kostte elke locatie acht extra arbeidsuren voor het monteren en met elkaar verbinden van de twee dozen.

Bedradingsfouten tussen de DC- en AC-secties veroorzaakten aardfouten en problemen met de omgekeerde polariteit, wat leidde tot herbewerking en terugroepacties. Het afgelopen jaar zorgden deze problemen voor ongeveer $450 aan herbewerkingskosten per project en vertraagden ze de inbedrijfstelling met twee dagen bij 40% van de opdrachten. Inspectiefouten met betrekking tot aarding en het scheiden van geleiders kwamen vaak voor, en de bemanning moest ter plaatse de leidingen ontmantelen en verkeerd gelabelde aansluitingen vervangen.

Waarom de Soutya Enkelfasige DC+AC Combiner Box?

Het bedrijf evalueerde drie alternatieven: een op maat gemaakt paneel met kant-en-klare onderbrekers, twee compacte dozen van een concurrent en de Soutya Single Phase DC+AC Combiner Box. Op maat gemaakte behuizingen vereisten een elektrotechnische beoordeling en beschikten niet over de benodigde certificeringen. Het ontwerp met twee dozen van de concurrent maakte nog steeds gebruik van afzonderlijke loopbanen en muuropeningen, zodat de oorzaak van de extra arbeid niet werd aangepakt.

De Soutya-box combineerde DC-stringcombinaties en AC-vertakkingsbeveiliging in één enkele IP65-behuizing. De 2-in-2-uit-configuratie kwam overeen met de standaard systeemindeling van het bedrijf, bestaande uit twee DC-strings die één omvormer en één AC-uitgang voeden. De unit accepteert een invoer van 600 V of 1000 V DC en dekt de modulespanningen die in de hele projectportfolio worden gebruikt. Geïntegreerde overspanningsbeveiligingsapparaten en gezekerde ingangen voldeden aan de vereisten van IEC 61643-11 en IEC 62548. Het gesloten ontwerp vereenvoudigde de aarding, verminderde leidinglengte en elimineerde de tweede montagelocatie.

Implementatieproces

De implementatie begon met een pilot van twee weken op drie afgeronde projecten. De bemanning verving twee afzonderlijke boxen door op elke locatie één Soutya-eenheid. De montage vond plaats op één locatie nabij de omvormer. DC- en AC-kabels werden naar de speciale ingangspoorten geleid en afgesloten op de gelabelde klemmenblokken. De interne aardingsbus verminderde het verbindingswerk voor gelijkstroom- en wisselstroomgronden, wat de meest voorkomende bron van inspectieovertredingen was.

Eén probleem kwam naar voren toen een inspecteur de scheiding tussen DC- en AC-geleiders in een gecombineerde behuizing in twijfel trok. De Soutya-documentatie bevatte specificaties voor de fysieke barrière en kruipafstanden, en de doos slaagde zonder aanpassingen door de inspectie. Na de pilot heeft het bedrijf zijn standaard elektrische ontwerp bijgewerkt om de Soutya-box bij elk nieuw project te gebruiken. De bemanning standaardiseerde ook de lay-outs van de kabelinvoer, waardoor de afdichtingstijd bij installaties op daken werd verkort.

Kwantificeerbare resultaten

De resultaten werden gemeten bij zeven projecten die in de eerste twee maanden na de overstap werden voltooid. De gemiddelde installatietijd per locatie daalde van 31 uur naar 20 uur, een reductie van 35%. De arbeidsuren voor bedrading daalden met 40% omdat technici niet langer afzonderlijke gelijkstroom- en wisselstroomleidingen bouwden. Herwerk veroorzaakt door bedradingsfouten daalde van vijf incidenten in de voorgaande zeven banen naar nul.

De materiaal- en arbeidsbesparingen bedroegen in totaal $320 per locatie, wat neerkomt op meer dan $10.000 per jaar voor het projectvolume van het bedrijf. Vertragingen bij de inbedrijfstelling als gevolg van de installatie van de behuizing verdwenen. De gemiddelde tijd tussen de start van de installatie en de aansluiting op het elektriciteitsnet werd met twee dagen verkort, waardoor het bedrijf elk kwartaal een extra project kon voltooien.

Klantgetuigenis

"We waren voorzichtig met het plaatsen van gelijkstroom en wisselstroom in dezelfde doos, maar de Soutya-eenheid heeft onze installaties zo vereenvoudigd dat onze bemanning dit nu bij elk nieuw project vraagt. De bedradingsfouten waar we vroeger achteraan gingen, zijn verdwenen." — Operationeel manager, Desert Sun Solar-installaties

Lessen en aanbevelingen

• Selecteer een combinerbox die past bij de systeemspanning en stringconfiguratie. Dankzij de 2-in-2-uit-indeling van de Soutya-doos waren er geen extra aansluitdozen nodig en werd het aantal componenten voor elk project verminderd.
• Betrek de installatieploeg bij de pilotevaluatie. Feedback over terminaltoegang en kabelgeleiding leidde tot een soepelere overgang en hielp bij het verfijnen van de standaardinstallatieprocedure.
• Controleer tijdig de lokale elektriciteitsvoorschriften voor vereisten voor DC- en AC-scheiding in een gecombineerde behuizing. Door de bedradingsschema's en conformiteitsdocumentatie van de fabrikant bij de hand te hebben, werd het inspectieproces verkort.

Als het bedrijf het project opnieuw zou uitvoeren, zou het de optionele kabelwartelset bij Soutya bestellen om de afdichtingstijd bij installaties op daken buitenshuis verder te verminderen. De kit is ontworpen voor de afmetingen van de ingangspoort van de doos en elimineert de noodzaak van aangepaste adapters.

Normen Referenties

Deze installatie volgt de ontwerpvereisten vanIEC 62548:2016voor fotovoltaïsche arrays en de overspanningsbeveiligingsvoorzieningen vanIEC 61643-11:2011voor laagspanningsgelijkstroomsystemen.