كيف يعمل صندوق تجميع DC+AC على خفض وقت تركيب الطاقة الشمسية بنسبة 35%

خلفية العملاء

تقوم شركة Desert Sun Solar Installations، وهي شركة تجارية تعمل في مجال الطاقة الشمسية ومقرها أريزونا، بتركيب أنظمة تخزين الطاقة الشمسية وأنظمة تخزين البطاريات على الأسطح للمستودعات ومرافق البيع بالتجزئة في جميع أنحاء جنوب غرب الولايات المتحدة. وتنجز الشركة ما بين 15 إلى 20 مشروعًا كل عام، بأحجام أنظمة تتراوح من 80 كيلووات إلى 250 كيلووات. يتولى طاقم مكون من 12 فنيًا التصميم والتركيب والأسلاك والربط البيني للشبكة. تؤثر إنتاجية العمل على الربحية لأن معظم المشاريع عبارة عن عقود ذات عطاءات ثابتة.

التحديات مع حاويات DC وAC المنفصلة

قبل التبديل إلى صندوق مجمع Soutya أحادي الطور DC + AC 600V 1000V 2 In 2 Out Industrial Box، يتطلب كل مشروع حالتين منفصلتين. قام الفنيون بتركيب صندوق تجميع التيار المستمر بالقرب من المجموعة الشمسية وصندوق توزيع التيار المتردد الثاني بالقرب من العاكس أو مركز التحميل. يتطلب الصندوقان مساحة إضافية على الحائط، ومسارات منفصلة للقنوات، وتنسيقًا دقيقًا بين الأسلاك الكهروضوئية وأسلاك التيار المتردد. في المتوسط، استغرق كل موقع ثماني ساعات عمل إضافية لتركيب الصندوقين وتوصيلهما.

تسببت أخطاء الأسلاك بين أقسام التيار المستمر والتيار المتردد في حدوث أخطاء أرضية ومشكلات في القطبية العكسية، مما أدى إلى إعادة العمل وعمليات الاسترجاعات. على مدار العام الماضي، أضافت هذه المشكلات ما يقرب من 450 دولارًا أمريكيًا إلى تكلفة إعادة العمل لكل مشروع وتأخرت في بدء التشغيل لمدة يومين في 40% من الوظائف. كانت حالات فشل التفتيش المتعلقة بالتأريض وفصل الموصل شائعة، وكان على الطاقم تفكيك القناة واستبدال المحطات ذات العلامات الخاطئة في الميدان.

لماذا صندوق مجمع Soutya أحادي الطور DC + AC؟

قامت الشركة بتقييم ثلاثة بدائل: لوحة مصممة خصيصًا باستخدام قواطع جاهزة للاستخدام، وصندوقين صغيرين من أحد المنافسين، وصندوق Soutya أحادي الطور DC+AC الموحد. تتطلب العبوات المخصصة مراجعة الهندسة الكهربائية ولا تحمل الشهادات المطلوبة. لا يزال التصميم المكون من صندوقين للمنافس يستخدم مجاري مائية وفتحات جدارية منفصلة، ​​لذلك لم يعالج السبب الجذري للعمالة الإضافية.

يجمع صندوق Soutya بين سلسلة DC وحماية دائرة فرع التيار المتردد في حاوية واحدة مصنفة IP65. يتوافق تكوينه 2 في 2 خارج مع تخطيط النظام القياسي للشركة المكون من سلسلتين للتيار المستمر يغذيان عاكسًا واحدًا ومخرج تيار متردد واحد. تقبل الوحدة مدخلات تيار مستمر 600 فولت أو 1000 فولت، مما يغطي الفولتية المستخدمة في الوحدة عبر محفظة المشروع. تفي أجهزة الحماية من زيادة التيار والمدخلات المنصهرة بمتطلبات المواصفة IEC 61643-11 وIEC 62548. وقد أدى التصميم المغلق إلى تبسيط عملية التأريض وتقليل طول القناة وإزالة موقع التركيب الثاني.

عملية التنفيذ

بدأ التنفيذ ببرنامج تجريبي مدته أسبوعين لثلاثة مشاريع مكتملة. استبدل الطاقم صندوقين منفصلين بوحدة Soutya واحدة في كل موقع. تم التثبيت في مكان واحد بالقرب من العاكس. تم توجيه كابلات التيار المستمر والتيار المتردد إلى منافذ الدخول المخصصة وإنهائها على الكتل الطرفية المُسمى. قلل ناقل التأريض الداخلي من أعمال الربط لأرضيات التيار المستمر والتيار المتردد، والتي كانت المصدر الأكثر شيوعًا لمخالفات التفتيش.

ظهرت مشكلة واحدة عندما شكك أحد المفتشين في الفصل بين موصلات التيار المستمر والتيار المتردد داخل حاوية مدمجة. تضمنت وثائق Soutya مواصفات الحاجز المادي ومسافات الزحف، واجتاز الصندوق الفحص دون تعديل. بعد الإصدار التجريبي، قامت الشركة بتحديث تصميمها الكهربائي القياسي لاستخدام صندوق Soutya في كل مشروع جديد. قام الطاقم أيضًا بتوحيد تخطيطات دخول الكابلات، مما أدى إلى تقصير وقت الختم على التركيبات الموجودة على الأسطح.

نتائج قابلة للقياس الكمي

تم قياس النتائج عبر سبعة مشاريع تم إنجازها في أول شهرين بعد التبديل. انخفض متوسط ​​وقت التثبيت لكل موقع من 31 ساعة إلى 20 ساعة، أي بانخفاض قدره 35%. انخفضت ساعات عمل الأسلاك بنسبة 40% لأن الفنيين لم يعودوا يقومون ببناء قنوات منفصلة للتيار المستمر والتيار المتردد. انخفضت عمليات إعادة العمل الناجمة عن أخطاء الأسلاك من خمس حوادث خلال المهام السبع السابقة إلى الصفر.

وبلغ إجمالي التوفير في المواد والعمالة 320 دولارًا لكل موقع، مما يضيف ما يصل إلى أكثر من 10000 دولار سنويًا لحجم مشروع الشركة. اختفت تأخيرات التشغيل المتعلقة بتركيب العلبة. تم اختصار متوسط ​​الوقت من بداية التثبيت إلى الربط البيني للشبكة بمقدار يومين، مما يسمح للشركة بإكمال مشروع إضافي كل ثلاثة أشهر.

شهادة العميل

"كنا حذرين في وضع التيار المستمر والتيار المتردد في نفس الصندوق، ولكن وحدة Soutya قامت بتبسيط عمليات التثبيت لدينا لدرجة أن طاقمنا يطلبها الآن في كل مشروع جديد. لقد اختفت أخطاء الأسلاك التي اعتدنا ملاحقتها." — مدير العمليات، منشآت شمس الصحراء للطاقة الشمسية

الدروس والتوصيات

• حدد صندوقًا مدمجًا يتوافق مع جهد النظام وتكوين السلسلة. أدى تصميم صندوق Soutya 2 في 2 خارج إلى إلغاء الحاجة إلى صناديق توصيل إضافية وتقليل عدد المكونات في كل مشروع.
• إشراك طاقم التثبيت في التقييم التجريبي. أدت التعليقات حول الوصول إلى المحطة الطرفية وتوجيه الكابل إلى انتقال أكثر سلاسة وساعدت في تحسين إجراءات التثبيت القياسية.
• قم بمراجعة الرموز الكهربائية المحلية مبكرًا لمعرفة متطلبات فصل التيار المستمر والتيار المتردد في حاوية مدمجة. إن وجود مخططات الأسلاك الخاصة بالشركة المصنعة ووثائق الامتثال في متناول اليد أدى إلى تقصير عملية الفحص.

إذا قامت الشركة بإعادة المشروع، فسوف تطلب مجموعة وصلة الكابلات الاختيارية من Soutya لتقليل وقت الختم على التركيبات الخارجية على السطح. تم تصميم هذه المجموعة لتناسب أبعاد منفذ الدخول الخاص بالصندوق ومن شأنها أن تلغي الحاجة إلى محولات مخصصة.

مراجع المعايير

يتبع هذا التثبيت متطلبات التصميم الخاصة بـإيك 62548:2016للمصفوفات الكهروضوئية وأحكام الحماية من زيادة التيارإيك 61643-11:2011لأنظمة التيار المستمر ذات الجهد المنخفض.