كيف تقلل مزرعة الطاقة الشمسية وقت التوقف عن العمل بنسبة 25٪ باستخدام صندوق تجميع 1000 فولت تيار مستمر 1 في 1 عازل

خلفية العملاء

واجهت مزرعة شمسية تجارية متوسطة الحجم في ولاية أريزونا، تعمل بتركيبة كهروضوئية بقدرة 5 ميجاوات مع 2000 لوحة، عمليات إغلاق متكررة للصيانة. توفر المزرعة الطاقة لشبكة محلية بموجب اتفاقية شراء الطاقة لمدة 20 عامًا. نظرًا لتقدم البنية التحتية وتزايد تكاليف التشغيل، احتاجت المنشأة إلى طريقة أكثر موثوقية وأمانًا لإدارة دوائر التيار المستمر.

التحديات ونقاط الألم

استخدم الإعداد الأصلي صناديق الجمع التقليدية بدون عوازل مدمجة. في كل مرة تحتاج فيها السلسلة إلى الصيانة، كان لا بد من إلغاء تنشيط المصفوفة بأكملها، مما يتسبب في ساعات من التوقف. واجه الفنيون أيضًا مخاطر تتعلق بالسلامة عند العمل على الاتصالات المباشرة. في المتوسط، كانت المزرعة تفقد 12 ساعة شهريًا بسبب انقطاع التيار الكهربائي غير المخطط له. وكان عدم وجود انقطاع محلي يعني صعوبة الامتثال لقوانين السلامة.

لماذا صندوق الموحد 1000V DC 1 في 1 نوع المعزل؟

بعد تقييم العديد من الخيارات، بما في ذلك الصناديق من الشركات المصنعة في الصين وأوروبا، اختار الفريق الهندسي للمزرعة نوع Soutya 1000V DC Combiner Box 1 In 1 Out Isolator. وكانت الأسباب الرئيسية هي: مفتاح عازل مدمج يسمح بفصل آمن تحت الحمل، وتصميم مدمج 1 في 1 خارج مما يقلل من تعقيد الأسلاك، والامتثال الكامل لمعايير IEC 62548 وIEC 61643-11. وكانت نقطة السعر أيضًا أقل بنسبة 30٪ من المنتجات الأوروبية المماثلة.

عملية التنفيذ

تم تنفيذ المشروع على مراحل على مدى ثلاثة أسابيع. أولاً، تركيب تجريبي على مجموعة فرعية واحدة بقدرة 100 كيلووات. استبدل الفريق أربعة صناديق قديمة بوحدات Soutya الجديدة، حيث يتعامل كل منها مع 1000 فولت تيار مستمر وما يصل إلى 15 أمبير لكل سلسلة. كانت الأسلاك واضحة ومباشرة بسبب الكتل الطرفية السلكية مسبقًا. وبعد اختبار العزل ووظيفة SPD، تمت ترقية المزرعة بأكملها. ساعدت جلسة تدريبية لمدة يوم واحد الفنيين على الشعور بالارتياح تجاه عملية تشغيل العازل المحلي.

نتائج قابلة للقياس الكمي

• تقليل وقت التوقف عن العمل بنسبة 25%– من 12 ساعة/شهر إلى 9 ساعات بسبب سرعة العزل والصيانة.
• تكاليف صيانة أقل بنسبة 30%– توفير مكونات أقل وسهولة الوصول إلى 2500 دولار سنويًا.
• القضاء على حوادث الوميض القوسي بنسبة 100%- يسمح المعزل بقفل/علامة خروج آمنة.
• زيادة إنتاجية الطاقة- تقليل وقت التوقف عن العمل بإضافة 15 ميجاوات في الساعة سنويًا.

شهادة العميل

"لقد غيّر صندوق التجميع Soutya مع عازله المدمج طريقة تعاملنا مع العمليات اليومية. لم نعد بحاجة إلى إغلاق الموقع بالكامل بسبب خطأ واحد في السلسلة. إنه حل بسيط وقوي سدد تكاليفه في غضون ستة أشهر." – مهندس رئيسي في مزرعة الطاقة الشمسية

الدروس والتوصيات

• إعطاء الأولوية للعزلة المتكاملة:بالنسبة للمنشآت ذات السلاسل المتعددة، تعمل الصناديق التي تحتوي على عوازل لكل سلسلة أو لكل صندوق على تحسين وقت التشغيل بشكل كبير.
• التحقق من الامتثال في وقت مبكر:تأكد من أن صندوق الدمج يلبي معايير IEC أو UL المعمول بها لتجنب إعادة العمل.
• خطة قابلية التوسع:يتيح التصميم المعياري 1 في 1 خارج إمكانية التوسع بسهولة دون إعادة تصميم نظام المجمّع بأكمله.

مراجع الصناعة

• IEC 62548:2016 – المصفوفات الكهروضوئية – متطلبات التصميم
• IEC 61643-11:2011 - أجهزة الحماية من زيادة الجهد المنخفض - الجزء 11: أجهزة SPD المتصلة بأنظمة الطاقة ذات الجهد المنخفض
• UL 1699B:2018 - حماية دائرة خطأ القوس الكهربائي الكهروضوئية (PV) (كمرجع تكميلي للسلامة)