కేస్ స్టడీ: 1000V DC కాంబినర్ బాక్స్ 6 ఇన్ 2 అవుట్ కట్స్ సోలార్ అర్రే ఖర్చులు 15%

కస్టమర్ నేపథ్యం

దక్షిణ స్పెయిన్‌లో ఉన్న మిడ్-సైజ్ సోలార్ ఇంజనీరింగ్, ప్రొక్యూర్‌మెంట్ మరియు కన్స్ట్రక్షన్ (EPC) కంపెనీ ఐబీరియన్ ద్వీపకల్పం అంతటా యుటిలిటీ-స్కేల్ గ్రౌండ్-మౌంటెడ్ ఇన్‌స్టాలేషన్‌లను నిర్వహిస్తుంది. 200 మంది ఉద్యోగులు మరియు 80 మెగావాట్ల వార్షిక పైప్‌లైన్‌తో, కంపెనీ మామూలుగా భూమి విస్తీర్ణం, కేబుల్ మార్గాలు మరియు ఇన్వర్టర్‌లు గట్టి భౌగోళిక ప్రాంతాలలో ఏర్పాటు చేయబడిన ప్రాజెక్టులపై పని చేస్తుంది.

0.8 మెగావాట్ల కొత్త సామర్థ్యాన్ని జోడించడం ద్వారా ఇప్పటికే ఉన్న 1.6 మెగావాట్ల సోలార్ ప్లాంట్‌ను రీపవర్ చేయడానికి మరియు విస్తరించడానికి వ్యాపారం ఒప్పందాన్ని గెలుచుకుంది. ఈ ప్లాంట్ నేటి DC పరికరాల యొక్క కఠినమైన భద్రత మరియు పనితీరు అవసరాలను తీర్చలేదు, కాబట్టి పాత శ్రేణి పెట్టెలు మరియు కేబులింగ్‌లను భర్తీ చేయాల్సి వచ్చింది. ఇంజినీరింగ్ బృందం ఇన్‌స్టాలేషన్‌ను సురక్షితంగా ఉంచడం మరియు ఆగిపోవడం కనిష్టంగా ఉంచడం ద్వారా బ్యాలెన్స్-ఆఫ్-సిస్టమ్ ఖర్చులను తగ్గించే పరిష్కారం కోసం చూసింది.

సవాళ్లు మరియు నొప్పి పాయింట్లు

అసలు సోలార్ ప్లాంట్ 380 V ఇన్వర్టర్ లైన్‌తో జత చేసిన 600 V రేటెడ్ కాంబినర్ బాక్సులను ఉపయోగించింది. ప్రతి నాలుగు స్ట్రింగ్ సర్క్యూట్‌లు ఒక ఫీడర్‌గా మిళితం చేయబడ్డాయి, దీర్ఘ తక్కువ-వోల్టేజ్ కేబుల్ పరుగులు అవసరం. కొత్త విభాగంలో, కేబుల్ క్రాస్ సెక్షన్‌లను తగ్గించడానికి మరియు ఇన్వర్టర్ సామర్థ్యాన్ని మెరుగుపరచడానికి 1000 V సోలార్ మాడ్యూల్స్ మరియు 1000 V- సామర్థ్యం గల సెంట్రల్ ఇన్వర్టర్‌ను ఉపయోగించాలని బృందం ప్రణాళిక వేసింది.

సమస్య ఏమిటంటే, ప్రామాణిక 600 V కాంబినర్ బాక్స్‌లు అధిక స్ట్రింగ్ వోల్టేజ్‌లను అంగీకరించలేవు. ప్రాజెక్ట్ మేనేజర్‌లకు, రెండు స్వతంత్ర ఇన్వర్టర్ ఇన్‌పుట్‌లను ఫీడ్ చేస్తున్నప్పుడు 1000 V DCని హ్యాండిల్ చేయగల కాంబినర్ బాక్స్ అవసరం. ఇప్పటికే ఉన్న కేబుల్ ట్రేలు మరియు ట్రెంచ్‌లు ముఖ్యమైన కొత్త మార్గాలను కొనుగోలు చేయలేకపోయాయి, కాబట్టి ప్రాజెక్ట్‌కు ఆరు స్ట్రింగ్‌లు ప్రవేశించడానికి మరియు రెండు గ్రూప్ అవుట్‌పుట్‌లను విడిచిపెట్టడానికి అనుమతించే కాంపాక్ట్ బాక్స్ అవసరం, కొత్త కేబుల్ పుల్‌లను పరిమితం చేయడం మరియు ఫీడర్ పొడవులను తగ్గించడం.

నిర్వహణ నుండి మరో తలనొప్పి వచ్చింది. పాత సంస్థాపనలో, షార్ట్ సర్క్యూట్లు లేదా స్ట్రింగ్ వైఫల్యాలు నెమ్మదిగా మెకానికల్ ఫ్యూజులతో వేరుచేయబడ్డాయి. ఇది సమయం తీసుకునే తప్పు ట్రేసింగ్ మరియు ప్రతి కొన్ని నెలలకు ప్రణాళిక లేని ఉత్పత్తి నష్టాలకు కారణమైంది. ప్లాంట్ రీపవర్ చేయడంతో, EPC ఆ నష్టాలను నివారించడానికి చూస్తోంది.

సౌత్య 1000V DC కాంబినర్ బాక్స్ 6 ఇన్ 2 అవుట్ MCB టైప్ ఎందుకు?

ఇంజినీరింగ్ బృందం మూడు ప్రత్యామ్నాయాలను అంచనా వేసింది: ఫ్యూజ్ హోల్డర్‌లతో కూడిన ప్రామాణిక హోమ్-గ్రోన్ జంక్షన్ బాక్స్‌లు, మాడ్యూల్ భాగస్వామి అందించే దిగుమతి చేసుకున్న హై-వోల్టేజ్ కాంబినర్ బాక్స్‌లు మరియు సౌత్య 1000V DC కాంబినర్ బాక్స్. ఫీల్డ్-బిల్ట్ బాక్స్‌లలో సరైన IP-రేటెడ్ ఎన్‌క్లోజర్‌లు మరియు DC-రేటెడ్ సర్క్యూట్ బ్రేకర్‌లు లేనందున మొదటి పరిష్కారం తోసిపుచ్చబడింది. రెండవ ఎంపిక చాలా ఖరీదైనది మరియు పది వారాల కంటే ఎక్కువ ప్రధాన సమయాలను కలిగి ఉంది.

ప్రాజెక్ట్ అవసరాలకు సరిగ్గా సరిపోయే మూడు ఉత్పత్తి లక్షణాల కారణంగా సౌత్య 1000V DC కాంబినర్ బాక్స్ ప్రత్యేకంగా నిలిచింది.

• ఆరు DC ఇన్‌పుట్‌లు మరియు రెండు అవుట్‌పుట్‌లు, జోడించిన ఉప-ప్యానెల్ లేకుండా రెండు వేర్వేరు ఇన్వర్టర్ MPPT ఇన్‌పుట్‌లను అందించగల సామర్థ్యాన్ని డిజైన్‌కు అందిస్తుంది.
• ఫ్యూజ్ హోల్డర్లకు బదులుగా MCB రకం రక్షణ. ఇది స్పేర్ ఫ్యూజ్‌లు అవసరం లేకుండా సులభంగా రీసెట్ చేయడానికి మరియు ట్రబుల్షూటింగ్‌ని అనుమతించింది.
• ప్రాజెక్ట్ స్ట్రింగ్ వోల్టేజ్ లేఅవుట్‌కు 1000 V DC రేట్ చేయబడింది, కాబట్టి బాక్స్‌ను శ్రేణికి దగ్గరగా ఉంచవచ్చు మరియు ఇప్పటికీ ప్లాంట్ యొక్క సురక్షిత వోల్టేజ్ థ్రెషోల్డ్‌లకు అనుగుణంగా ఉంటుంది.

అదనంగా, పెట్టె రెండు వారాల స్వల్ప లీడ్ టైమ్‌తో స్థానిక సరఫరాదారు నుండి వచ్చింది. కొనుగోలు నిర్వాహకులు సౌత్య యూనిట్ ధరను పోటీతో పోల్చారు మరియు వైరింగ్ మరియు లేబర్ పొదుపులను పరిగణనలోకి తీసుకునే ముందు ప్రతి ఎన్‌క్లోజర్‌కు 22% ఆదాను లెక్కించారు.

అమలు మరియు దరఖాస్తు ప్రక్రియ

ప్రాజెక్ట్ మూడు నెలల నిర్మాణ విండోలో పూర్తి రీపవర్ మరియు విస్తరణను అందించింది., 1000V DC కాంబినర్ బాక్స్‌ల ఇన్‌స్టాలేషన్ పది కొత్త మరియు రీప్లేస్‌మెంట్ శ్రేణులలో ఆరు రోజులు పట్టింది.

బృందం స్పష్టమైన క్రమాన్ని అనుసరించింది:

1. మౌంటు రాక్‌లను పరిష్కరించిన తర్వాత, సాంకేతిక నిపుణులు 1000 V DC వద్ద వోల్టేజ్ పరీక్షతో కాంబినర్ బాక్స్ స్థానాలకు DC స్ట్రింగ్ లైన్‌లను ఇన్‌స్టాల్ చేశారు.
2. ప్రతి సౌత్య 1000V DC కాంబినర్ బాక్స్ ర్యాక్‌కు దాని తటస్థ మరియు కండ్యూట్ ఎంట్రీలతో క్రిందికి ఎదురుగా ఉంటుంది, MCB కంపార్ట్‌మెంట్‌ను వర్షం చొరబడకుండా కాపాడుతుంది.
3. ప్రతి పెట్టె లోపల ఆరు స్ట్రింగ్ కండక్టర్లు ముగించబడ్డాయి మరియు లేబుల్ విలువల ప్రకారం టార్క్-చెక్ చేయబడ్డాయి.
4. రెండు అవుట్‌పుట్ ఫీడ్‌లు ఇన్వర్టర్ యొక్క MPPT ఇన్‌పుట్ విభాగాలకు మళ్లించబడ్డాయి మరియు అన్ని కనెక్షన్‌లు ధృవీకరించబడిన తర్వాత మాత్రమే DC బ్రేకర్‌లు నిమగ్నమై ఉన్నాయి.

ఆవరణ యొక్క గ్రౌండింగ్ ప్లేట్ బోల్ట్ చేయలేని ఉక్కు-కత్తిరించిన పైకప్పులపై ఒక కీలకమైన ఇబ్బంది ఏర్పడింది. తయారీదారు యొక్క ప్రీసేల్ ఇంజనీర్ వన్-హోల్ కంప్రెషన్ టెర్మినల్స్‌తో గ్రౌండింగ్ లగ్ కిట్‌ను ఉపయోగించమని సూచించారు. సైట్ సిబ్బంది సిఫార్సు చేసిన క్రింపింగ్ సాధనాన్ని వర్తింపజేసి, కొనసాగింపు పరీక్షలో ఉత్తీర్ణులయ్యారు. అది రెండు రోజుల సంభావ్య ఆలస్యాన్ని తొలగించింది.

పరిమాణాత్మక ఫలితాలు

కమీషన్ మరియు పూర్తి సమ్మర్ ఆపరేటింగ్ సీజన్ తర్వాత, EPC అదే ఇన్వర్టర్ క్లాస్‌తో పనిచేసే పాత విభాగంతో రీపవర్డ్ ప్లాంట్ పనితీరును పోల్చింది.

• స్ట్రింగ్ ఫీడర్‌కు కేబుల్ కాపర్ బరువు 35% తగ్గింది, ఎందుకంటే 1000 V స్ట్రింగ్‌లు అదే వోల్టేజ్ డ్రాప్ పరిమితిని కొనసాగిస్తూ అధిక వోల్టేజ్ మరియు తక్కువ కరెంట్‌తో నడుస్తాయి.
• సౌత్య 1000V DC కాంబినర్ బాక్స్ యొక్క ప్రభావవంతమైన ధరతో సహా బేస్‌లైన్ 600 V డిజైన్‌తో పోలిస్తే జోడించిన 0.8 MW భాగానికి మొత్తం బ్యాలెన్స్-ఆఫ్-సిస్టమ్ మెటీరియల్‌ల ధర 15% తగ్గింది.
• MCB-రకం బ్రేకర్‌లు మరియు సులభంగా యాక్సెస్ చేయగల 6-ఇన్-2-అవుట్ అమరిక కారణంగా ఫాల్ట్ రీసెట్ సమయం సగటున 55 నిమిషాల నుండి 8 నిమిషాలకు చేరుకుంది.
• ఫ్యూజ్-ఆధారిత రక్షణతో పాత అర్రే బాక్స్‌ల చారిత్రక పనితీరుతో పోలిస్తే మొదటి మూడు నెలల్లో తరం లభ్యత 3.4% మెరుగుపడింది.

తక్కువ సబ్-ఫీడర్‌లు అవసరం అయినందున, కందకాల పొడవు కూడా 18% కుదించబడింది. ఇది ఒక వారం తవ్వకాన్ని ఆదా చేసింది మరియు ఇన్వర్టర్‌లను అమర్చడానికి ముందు సంపీడన పనిని తగ్గించింది.

కస్టమర్ దృక్కోణం

EPC వద్ద ఎలక్ట్రికల్ ఇంజనీరింగ్ హెడ్ ఇలా పేర్కొన్నాడు:

"1000V DC కాంబినర్ బాక్స్ ప్రత్యేక కల్పన లేకుండా మాకు అవసరమైన డ్యూయల్ అవుట్‌పుట్ లేఅవుట్‌ను అందించింది. మేము మా మెటీరియల్ ఖర్చులను తగ్గించుకున్నాము మరియు మరింత, స్ట్రింగ్ ట్రిప్‌లకు వెళ్లినప్పుడు, సిబ్బంది ఎగిరిన ఫ్యూజ్ కోసం గంటలు వెతకడం కంటే నిమిషాల్లో దాన్ని పునరుద్ధరించారు."

ప్లాంట్ యజమాని ఆ అభిప్రాయాన్ని ప్రతిధ్వనించారు, కొత్త కాన్ఫిగరేషన్ అసలు DC అవస్థాపనను భర్తీ చేయకుండా భవిష్యత్ విస్తరణను అనుమతించింది.

పాఠాలు మరియు సిఫార్సులు

ఇదే విధమైన అధిక-వోల్టేజ్ DC సోలార్ పనిని ప్లాన్ చేసే ఇతర EPC కంపెనీలకు, మూడు పాయింట్లు ప్రత్యేకంగా నిలుస్తాయి:

• లేఅవుట్‌ను ప్రారంభించే ముందు ఇన్వర్టర్ టోపోలాజీ కోసం సరైన సంఖ్యలో ఇన్‌పుట్‌లు మరియు అవుట్‌పుట్‌లతో కూడిన కాంబినర్ బాక్స్‌ను ఎంచుకోండి. 6-ఇన్-2-అవుట్ యూనిట్ ఫీడర్ గణనలను మరియు ద్వితీయ పంపిణీ ప్యానెల్‌లను బాగా తగ్గిస్తుంది.
• MCB-ఆధారిత రక్షణ అనేది కొంచెం ఎక్కువ ప్రారంభ ఖర్చుతో కూడుకున్నది, ఎందుకంటే వ్యాపార విషయంలో కార్యాచరణ పనికిరాని సమయం తక్కువగా అంచనా వేయబడుతుంది. సగం-రోజుల అంతరాయాన్ని నివారించిన వ్యక్తి అదనంగా చెల్లించవచ్చు.
• రవాణాకు ముందు సరఫరాదారుతో గ్రౌండింగ్ మరియు IP రక్షణ అవసరాలను నిర్ధారించండి. గ్రౌండింగ్ కిట్ వంటి చిన్న వివరాలు ఎలివేటెడ్ రూఫ్ సైట్‌ల కోసం ఇన్‌స్టాలేషన్ వేగం మరియు విశ్వసనీయతను ప్రభావితం చేస్తాయి.

ప్రాజెక్ట్ మళ్లీ చేయబడితే, బృందం ముందుగా డ్రిల్లింగ్ చేసిన గ్లాండ్ కిట్‌లను మరియు బాక్సుల మాదిరిగానే లేబుల్ చేయబడిన కండక్టర్ మార్కర్ ట్యూబ్‌లను ఆర్డర్ చేస్తుంది. ఆ సాధారణ మార్పు మొత్తం ప్లాంట్‌లో క్లోజ్-అవుట్ తనిఖీ సమయాన్ని మరో రెండు రోజులు తగ్గిస్తుంది.

పరిశ్రమ ప్రమాణాల సూచనలు

1000V DC కాంబినర్ బాక్స్ యొక్క అనువర్తిత ఇన్‌స్టాలేషన్ మరియు ఎంపిక సంబంధిత IEC అవసరాలను అనుసరిస్తుంది: PV అర్రే డిజైన్ మరియు నిర్మాణ అవసరాల కోసం IEC 62548:2016 మరియు DC వైపు ఉప్పెన రక్షణ సమన్వయం కోసం IEC 61643-11:2011.

• IEC 62548:2016 — ఫోటోవోల్టాయిక్ (PV) శ్రేణులు — డిజైన్ అవసరాలు.https://webstore.iec.ch/publication/62548
• IEC 61643-11:2011 — తక్కువ-వోల్టేజ్ ఉప్పెన రక్షణ పరికరాలు — తక్కువ-వోల్టేజ్ పవర్ సిస్టమ్‌లకు కనెక్ట్ చేయబడిన SPDలు.https://webstore.iec.ch/publication/61643-11