Paano Nagkakahalaga ang Solar EPC ng DC Arc Fault ng 35% gamit ang Soutya AFCI Combiner Box

Background ng Customer

Ang midsize na kumpanya ng solar EPC na nakabase sa Stuttgart, Germany, ay nagdidisenyo at nag-i-install ng mga komersyal na rooftop PV system sa buong Europe. Sa isang portfolio na 80 MW sa ilalim ng mga pangmatagalang kontrata ng O&M, ang kumpanya ay naglilingkod sa mga pasilidad sa pagmamanupaktura, mga sentro ng logistik, at mga operator ng cold storage. Ang bawat proyekto ay mula sa 500 kW hanggang 2 MW, at ang kumpanya ay may pananagutan para sa parehong konstruksiyon at patuloy na pagpapanatili.

Ang O&M team ng kumpanya ay humarap sa dumaraming bilang ng mga inverter trip at thermal event na dulot ng DC arc faults. Ang mga aging connectors, wire chafing, at loose terminations sa string circuits ay ang mga pangunahing salarin. Habang lumalawak ang portfolio, ang halaga ng reaktibong pagpapanatili ay nagsimulang masira ang mga margin ng kita.

Ang Hamon: Mga Undetected DC Arc Faults

Mapanganib ang mga DC arc fault dahil nananatili ang mga ito nang hindi kumukuha ng sapat na kasalukuyang upang ma-trigger ang isang karaniwang fuse o circuit breaker. Sa mga kasalukuyang combiner box ng kumpanya, string fuse at surge protector lang ang na-install. Nagbigay ang mga ito ng overcurrent at surge na proteksyon, ngunit hindi nila makita ang mga series arc fault na nangyayari sa mga nasirang cable o maluwag na koneksyon.

Ang mga kahihinatnan ay nasasalat. Sa 12 buwan bago ang proyekto, tumugon ang team sa 14 na inverter trip na na-trace pabalik sa mga nasirang connector. Ang bawat biyahe ay nangangailangan ng pagbisita sa site, thermal imaging scan, at manu-manong inspeksyon ng bawat koneksyon sa string. Ang isang session sa pag-troubleshoot ay may average na walong oras. Bilang karagdagan, dalawang malapit-miss na insidente ang iniulat kung saan natunaw ng arko ang pagkakabukod ng isang connector, na nagdulot ng usok at nagdudulot ng sunog. Ang tinantyang gastos sa bawat naturang kaganapan, kung hindi mahuli, ay maaaring lumampas sa $50,000 sa pinsala sa asset at downtime.

Bakit ang Soutya DC AFCI Combiner Box?

Sinuri ng kumpanya ang tatlong mga pagpipilian. Ang una ay ang pagdaragdag ng mga module ng AFCI sa input ng inverter, ngunit sinusubaybayan lamang nito ang pinagsamang output ng lahat ng mga string at hindi matukoy kung aling string ang may fault. Ang pangalawang opsyon ay ang pagpapalit ng lahat ng cable connectors ng mas mataas na grado, na hindi tutugon sa hinaharap na marawal na kalagayan. Ang ikatlong opsyon ay ang Soutya DC AFCI combiner box na may 12-in-1 na configuration.

Ang desisyon ay bumaba sa tatlong pangunahing bentahe. Una, ang Soutya combiner box ay nagbibigay ng per-string arc fault detection. Ang bawat isa sa 12 input ay independiyenteng sinusubaybayan, kaya ang isang pagkakamali ay agad na naisalokal. Pangalawa, isinasama ng unit ang parehong AFCI at overcurrent na proteksyon sa isang enclosure, na pinapasimple ang pag-install at binabawasan ang bilang ng mga bahagi na susuriin. Pangatlo, sumusunod ito sa UL 1699B at sinusuportahan ang mga kinakailangan sa disenyo ng IEC 62548, na nagbibigay ng kumpiyansa sa EPC para sa parehong European at export market.

Pagpapatupad at Proseso ng Aplikasyon

Na-deploy ang proyekto sa tatlong commercial rooftop array, bawat isa ay may 8 hanggang 10 string. Ang kabuuang proyekto ay tumagal ng anim na linggo mula sa pagpaplano hanggang sa pagkomisyon. Ang mga kasalukuyang combiner box ay inalis at pinalitan ng Soutya DC AFCI combiner box. Dahil ang 12-in-1 na layout ay tumugma sa kasalukuyang string routing, ginamit muli ng team ang karamihan sa mga DC cable, na nagtitipid sa mga gastos sa materyal at oras ng pag-install.

Ang isang karaniwang kahirapan ay ang pag-retrofitting sa mga nakakulong na espasyo. Ang bagong combiner box ay may mas malaking footprint kaysa sa isang simpleng fuse-only unit, kaya kailangang ayusin ang mga mounting bracket sa isang bubong. Niresolba ito ng team sa pamamagitan ng paggamit ng stainless steel backplate at flexible conduit, pagkumpleto ng retrofit nang hindi binabago ang structural layout.

Pagkatapos ng pag-install, ikinonekta ng team ang Modbus RTU output sa kasalukuyang SCADA system. Ang combiner box ay nag-stream ng per-string current, voltage, at arc fault status sa remote monitoring center. Kasama sa mga pagsusuri sa pag-commissioning ang isang simulate arc fault, na na-clear ng unit sa loob ng wala pang 0.5 segundo habang tinutukoy ang eksaktong string.

Nasusukat na Resulta

• Binawasan ang oras ng pag-troubleshoot ng 90%:Ang average na oras ng pagtugon sa fault ay bumaba mula 8 oras hanggang 45 minuto dahil agad na tinutukoy ng AFCI box ang faulty string.
• Binabaan ng 35% ang mga gastos sa O&M:Ang tatlong site ay nangangailangan na ngayon ng mas kaunting mga emergency na callout. Ang taunang pagtitipid ay umaabot sa $18,000 sa buong portfolio.
• Binawasan ang downtime ng inverter ng 60%:Sa pamamagitan ng pagpigil sa matagal na pag-arce na magdudulot ng mga inverter trip, ang mga site ay nakaranas ng 60% na mas kaunting hindi planadong pagkakadiskonekta.
• Natukoy nang maaga ang dalawang arc fault:Sa unang 12 buwan, nakakuha ang unit ng dalawang series arc fault sa kanilang unang yugto, na pumipigil sa mga potensyal na sunog at pinsala.

Ang kabuuang epekto ay lumampas sa mga numero. Ang pangkat ng O&M ay lumipat mula sa reaktibong pagkukumpuni patungo sa maagap na inspeksyon. Ang data na nakolekta mula sa combiner box ay nagbigay-daan sa kanila na mag-iskedyul ng mga pagpapalit ng cable sa panahon ng nakaplanong maintenance window kaysa sa isang emergency na batayan.

Testimonial ng Kliyente

"Ang Soutya DC AFCI combiner box ay nagbigay sa aming crew ng kakayahang tumukoy ng isang bagsak na connector bago ito maging sunog. Binago ng per-string alarm at data logging kung paano namin pinamamahalaan ang aming PV portfolio."

Mga Aralin at Rekomendasyon

1. Ilagay ang arc fault detection sa antas ng string. Ang inverter-level detection ay hindi makakapag-localize ng mga fault at nag-iiwan ng mahabang DC cable na hindi protektado.
2. Pagsamahin ang pagsubaybay sa proteksyon. Ang isang combiner box na nag-uulat ng per-string current at status ay lumilikha ng naaaksyunan na data para sa predictive na pagpapanatili.
3. Badyet para sa pagsasanay. Ang mga sintomas ng arc fault ay naiiba sa mga overcurrent na kaganapan, at kailangang maunawaan ng mga technician ang teknolohiya upang tumugon .

Kung patakbuhin muli ng kumpanya ang proyektong ito, mag-i-install sila ng mga kahon ng Soutya AFCI sa lahat ng bagong proyekto mula sa simula, kaysa sa pag-retrofitting. Ang pag-standardize sa 12-in-1 na configuration ay magpapasimple sa kanilang imbentaryo ng mga ekstrang bahagi at gagawing mas pare-pareho ang mga remote diagnostic sa mga site.

Mga sanggunian

1. UL 1699B:2018 Photovoltaic (PV) DC Arc-Fault Circuit Protection.Link
2. IEC 62548:2016 Photovoltaic (PV) array — Mga kinakailangan sa disenyo.Link
3. IEC 60364-7-712:2017 Mga instalasyong elektrikal na mababa ang boltahe — Bahagi 7-712: Mga sistema ng suplay ng kuryente ng solar PV.Link