Kaip saulės EPC sumažinti nuolatinės srovės lanko gedimas kainuoja 35%, naudojant „Soutya AFCI“ kombaino dėžę

Kliento fonas

Vidutinės dydžio saulės energijos EPC įmonė, įsikūrusi Štutgarte, Vokietijoje, projektuoja ir montuoja komercines stogo fotovoltines sistemas visoje Europoje. Turėdama 80 MW portfelį pagal ilgalaikes O&M sutartis, bendrovė aptarnauja gamybos įrenginius, logistikos centrus ir šaldymo sandėlių operatorius. Kiekvienas projektas siekia nuo 500 kW iki 2 MW, o įmonė yra atsakinga tiek už statybas, tiek už nuolatinę priežiūrą.

Bendrovės O&M komanda susidūrė su didėjančiu keitiklio išjungimų ir šiluminių įvykių skaičiumi dėl nuolatinės srovės lanko gedimų. Pagrindiniai kaltininkai buvo senstančios jungtys, laidų trynimas ir laisvi stygų grandinių galai. Plečiantis portfeliui, reaktyviosios priežiūros sąnaudos pradėjo mažinti pelno maržas.

Iššūkis: neaptikti nuolatinės srovės lanko gedimai

Nuolatinės srovės lanko gedimai yra pavojingi, nes jie išlieka nenaudojant pakankamai srovės, kad įjungtų standartinį saugiklį arba grandinės pertraukiklį. Įmonėje esančiose kombainų dėžėse buvo sumontuoti tik styginiai saugikliai ir apsauga nuo viršįtampių. Jie užtikrino apsaugą nuo viršįtampių ir viršįtampių, tačiau negalėjo aptikti serijinių lanko gedimų, atsirandančių pažeistuose kabeliuose arba atsilaisvinusiuose jungtyse.

Pasekmės buvo apčiuopiamos. Per 12 mėnesių prieš projektą komanda sureagavo į 14 keitiklių išjungimų, kurie buvo atsekti dėl pažeistų jungčių. Kiekvienai kelionei reikėjo apsilankyti vietoje, nuskaityti terminį vaizdą ir rankiniu būdu patikrinti kiekvieną eilutės ryšį. Viena trikčių šalinimo sesija vidutiniškai truko aštuonias valandas. Be to, buvo pranešta apie du beveik neįvykusius incidentus, kai dėl lanko išsilydė jungties izoliacija, dėl to atsirado dūmų ir kilo gaisro pavojus. Apskaičiuota tokio įvykio kaina, jei ji nebus užfiksuota, gali viršyti 50 000 USD dėl turto sugadinimo ir prastovų.

Kodėl „Soutya DC AFCI“ kombaino dėžė?

Bendrovė įvertino tris variantus. Pirmasis buvo AFCI modulių pridėjimas prie keitiklio įvesties, tačiau tai tik stebi bendrą visų eilučių išvestį ir negali nustatyti, kuri eilutė turi gedimą. Antrasis variantas buvo visų kabelių jungčių pakeitimas aukštesnės kokybės jungtimis, nes tai nepakenktų būsimam gedimui. Trečias variantas buvo „Soutya DC AFCI“ kombaino dėžutė su 12 viename konfigūracija.

Sprendimą nulėmė trys pagrindiniai privalumai. Pirma, „Soutya“ kombainerio dėžutė aptinka kiekvienos eilutės lanko gedimus. Kiekvienas iš 12 įėjimų yra stebimas atskirai, todėl gedimas nedelsiant lokalizuojamas. Antra, įrenginyje integruota ir AFCI, ir apsauga nuo viršsrovių viename korpuse, supaprastinant montavimą ir sumažinant tikrintinų komponentų skaičių. Trečia, jis atitinka UL 1699B ir IEC 62548 projektavimo reikalavimus, suteikdamas EPC pasitikėjimo tiek Europos, tiek eksporto rinkose.

Diegimo ir taikymo procesas

Projektas buvo įgyvendintas trijose komercinėse stogų matricose, kurių kiekvienoje buvo nuo 8 iki 10 eilučių. Visas projektas nuo planavimo iki paleidimo užtruko šešias savaites. Esamos kombainų dėžės buvo pašalintos ir pakeistos kombainų dėže Soutya DC AFCI. Kadangi 12 viename išdėstymas atitiko esamą stygų maršrutą, komanda pakartotinai panaudojo daugumą nuolatinės srovės kabelių, sutaupydama medžiagų sąnaudas ir montavimo laiką.

Tipiškas sunkumas buvo modifikavimas uždarose erdvėse. Naujoji kombainų dėžė turi didesnį plotą nei paprastas tik saugiklis, todėl tvirtinimo kronšteinus reikėjo reguliuoti ant vieno stogo. Komanda tai išsprendė naudodama nerūdijančio plieno galinę plokštę ir lankstų vamzdį, užbaigdama modernizavimą nekeičiant konstrukcijos išdėstymo.

Po įdiegimo komanda Modbus RTU išvestį prijungė prie esamos SCADA sistemos. Kombinuotojo dėžutė perdavė srovę, įtampą ir lanko trikčių būseną į nuotolinio stebėjimo centrą. Atliekant paleidimo bandymus, buvo imituojamas lanko gedimas, kurį įrenginys pašalino per mažiau nei 0,5 sekundės ir nustatė tikslią eilutę.

Kiekybiškai įvertinami rezultatai

• Sutrumpėjo trikčių šalinimo laikas 90 %:Vidutinis atsako į gedimą laikas sumažėjo nuo 8 valandų iki 45 minučių, nes AFCI langelis iš karto nustato sugedusią eilutę.
• Sumažėjo O&M išlaidos 35 %:Dabar trijose svetainėse reikia mažiau pagalbos iškvietimų. Per metus sutaupoma 18 000 USD visame portfelyje.
• Sutrumpėjo keitiklio prastovos laikas 60 %:Užkirtus kelią ilgalaikiam lanko susidarymui, kuris sukeltų keitiklio išjungimus, vietose buvo 60 % mažiau neplanuotų atjungimų.
• Anksti aptikti du lanko gedimai:Per pirmuosius 12 mėnesių įrenginys užfiksavo du serijinius lanko gedimus pradiniame etape, todėl buvo išvengta galimų gaisrų ir žalos.

Bendras poveikis viršijo skaičius. O&M komanda nuo reaktyvaus remonto perėjo prie aktyvios patikros. Iš kombainos dėžutės surinkti duomenys leido jiems planuoti kabelių keitimą planuotų priežiūros langų metu, o ne avariniu atveju.

Kliento atsiliepimas

"Soutya DC AFCI kombainų dėžė suteikė mūsų komandai galimybę nustatyti sugedusią jungtį, kol ji neįvyko. Signalizacija pagal eilutę ir duomenų registravimas pakeitė tai, kaip valdome savo PV portfelį."

Pamokos ir rekomendacijos

1. Lanko gedimo aptikimą nustatykite stygos lygyje. Inverterio lygio aptikimas negali lokalizuoti gedimų, todėl ilgas nuolatinės srovės kabelis eina neapsaugotas.
2. Stebėjimą derinkite su apsauga. Kombinuotojo dėžutė, kuri praneša apie eilutę, srovę ir būseną, sukuria veiksmingus duomenis nuspėjamai priežiūrai.
3. Biudžetas mokymams. Lanko gedimo simptomai skiriasi nuo pernelyg didelės srovės įvykių, todėl technikai turi suprasti technologiją, kad galėtų reaguoti.

Jei įmonė vėl vykdytų šį projektą, „Soutya AFCI“ dėžes visuose naujuose projektuose įdiegtų nuo pat pradžių, o ne modifikuotų. Standartizavus 12 viename konfigūraciją, jų atsarginių dalių inventorius būtų supaprastintas ir nuotolinė diagnostika būtų nuoseklesnė visose svetainėse.

Nuorodos

1. UL 1699B:2018 Fotovoltinės (PV) nuolatinės srovės lankinio gedimo grandinės apsauga.Nuoroda
2. IEC 62548:2016 Fotovoltinės (PV) matricos. Projektavimo reikalavimai.Nuoroda
3. IEC 60364-7-712:2017 Žemos įtampos elektros įrenginiai. 7-712 dalis. Saulės fotovoltinės energijos tiekimo sistemos.Nuoroda