상업용 태양광 EPC가 신속한 정지 설치 시간을 40% 단축한 방법

고객 배경

텍사스 주 오스틴에 본사를 둔 이 태양광 엔지니어링, 조달 및 건설(EPC) 회사는 유통 센터 및 물류 창고용 옥상 PV 시스템을 전문으로 합니다. 이 회사는 매년 300kW부터 800kW까지 20~30개의 시스템을 설치합니다. 이러한 옥상의 대부분은 2020년 국가 전기 규정 개정판을 채택한 관할 구역에 있습니다. 즉, 모든 시스템에는 시작 후 30초 이내에 어레이 내 전압을 80V 이하로 줄이는 목록에 있는 급속 차단 솔루션이 있어야 합니다.

14명의 정규 현장 직원과 2개월의 평균 프로젝트 주기를 갖춘 팀에는 코드를 준수하고 여러 작업 현장에 걸쳐 설치를 계속 이동할 수 있을 만큼 간단한 신속한 종료 접근 방식이 필요했습니다. 이전 솔루션은 효과가 있었지만 일정이 늦어질 때까지 BOM에 표시되지 않는 숨겨진 비용이 발생했습니다.

이전의 신속한 종료 레이아웃의 과제

이 회사는 신속한 종료를 위해 모듈 수준의 전력 최적화 시스템을 지정했습니다. 각 박스에는 중앙 게이트웨이에 대한 전용 통신 링크가 필요했고, 게이트웨이에는 별도의 이더넷 케이블과 인버터 영역으로 돌아가는 24V DC 제어 라인이 필요했습니다. 900개 이상의 모듈이 있는 400kW 옥상에서 이는 모든 모듈 행을 따라 추가 저전압 배선을 당기고 세 개의 별도 게이트웨이 위치에서 종단하는 것을 의미했습니다.

현장 기술자는 DC 스트링 배선보다 이러한 통신 링크를 설치하고 문제를 해결하는 데 더 많은 시간을 소비했습니다. 긴 전선이 가끔 신호를 떨어뜨리면 인버터의 종료 컨트롤러가 오류를 보고하게 됩니다. 어레이가 안전한 경우에도 간헐적인 통신 오류로 인해 잘못된 경보가 발생하고 검사가 실패했습니다. 한 프로젝트에서는 현지 AHJ가 가동 중단 시기 테스트를 승인하기 전에 4번의 현장 방문이 필요했습니다. 추가 인력, 재작업 및 검사 지연으로 인해 회사의 설치 비용에 와트당 0.045달러가 추가되었습니다.

Soutya 24V DC 전력선 제어 급속 차단 장치가 필요한 이유는 무엇입니까?

대안을 평가하는 동안 EPC 팀은 세 가지 옵션을 비교했습니다.

• 신속한 셧다운이 통합된 마이크로인버터로 전환하려면 전체 인버터 플랫폼을 교체해야 하고 부품 비용이 크게 증가해야 합니다.
• 전력 최적화 장치를 유지하지만 더 많은 전기 직원을 고용해도 근본적인 통신 회선 신뢰성 문제가 해결되지 않았습니다.
• Soutya 24V DC 전력선 제어 급속 차단 장치를 사용하여 별도의 통신 버스를 완전히 제거했습니다.

Soutya 장치는 모듈 수준 송신기와 통신하기 위해 24V DC 전력선 신호를 사용하여 기존 DC 전원 케이블을 통해 종료 명령을 보냅니다. 추가 이더넷 실행이나 별도의 저전압 센서 라인이 없습니다. 인클로저는 모든 스트링 결합기 지점에 장착되고 표준 스트링 인버터에 연결됩니다. 단일 컨트롤러는 여러 스트링을 처리할 수 있으므로 옥상당 필요한 컨트롤 박스 수가 줄어듭니다.

또 다른 결정 요인은 호환성이었습니다. EPC는 이미 한 브랜드의 스트링 인버터로 표준화되었으며 Soutya 장치는 빠른 종료 기능이 내장되지 않은 인버터와 함께 작동합니다. 이를 통해 회사는 기존 인버터 재고와 변압기 설계를 유지하면서 모든 프로젝트의 비용이 많이 드는 재배선을 피할 수 있었습니다.

구현 및 배포

첫 번째 배치는 달라스의 410kW 상업용 평면 지붕에서 이루어졌습니다. 출시는 3주에 걸쳐 두 단계에 걸쳐 진행되었습니다.

• 1단계: 3개의 최적화 스타일 게이트웨이 시스템을 기본 DC 결합기 패널에 있는 2개의 Soutya 제어 상자로 교체했습니다.
• 2단계: 일치하는 Soutya 모듈 수준 송신기를 설치하고 새 통신 회선을 당기지 않고 기존 DC 케이블 러그에서 종단했습니다.
• 그런 다음 팀은 인버터의 AC 측 전원이 차단될 때마다 차단을 트리거하는 AC 연결 해제 인터록을 배선했습니다.

초기 종료 테스트 중에 한 가지 장애물이 나타났습니다. 약한 접지 연결로 인해 DC 전력선 제어 신호가 하나의 긴 스트링 끝 부분에서 약해졌습니다. Soutya의 애플리케이션 엔지니어는 해당 스트링 끝에 10m 통합 신호 필터를 설치하라고 조언했습니다. 그래서 한 시간도 안 되어 문제가 해결되었습니다. 조정 후 셧다운 테스트에서는 22초 이내에 모듈 메인 커넥터에서 8V가 측정되었으며 이는 80V 제한 미만으로 안정적입니다.

정량화된 결과

회사는 Soutya 급속 정지 장치를 사용한 첫 해 이후 완성된 옥상 시스템 18개를 추적했습니다. 이전 접근 방식과 비교한 측정된 결과:

• 설치 시간 43% 단축- 신속한 정지 설치를 위한 평균 노동 시간은 400kW 프로젝트당 21시간에서 12시간으로 단축되어 일정에서 하루가 단축되었습니다.
• 재작업 및 검사 실패를 0으로 줄였습니다.- 기존 1.4개 시스템당 통신 오류로 인한 검사 실패 횟수가 18개 시스템 전체에서 0으로 떨어졌습니다.
• 설치 비용 35% 절감- 신속한 종료 준수를 위한 총 부품 및 인건비가 와트당 0.048달러에서 와트당 0.031달러로 감소했습니다. 400kW 프로젝트에서 $6,800의 비용 절감 효과를 얻었습니다.

이러한 이득을 통해 EPC는 입찰 가격을 변경하지 않고 나중에 자재 가격 인상을 흡수할 수 있었고, 단축된 건설 일정으로 인해 지붕 운영이 필요한 창고 임차인의 정시 납품이 향상되었습니다.

고객 평가

"모듈 수준의 신속한 종료는 우리의 가장 큰 더러운 작업 영역이었습니다."라고 회사의 운영 부사장은 말했습니다. "Soutya 24V DC 전력선 제어 장치는 전체 시스템에서 한 계층의 복잡성을 제거했습니다. 우리는 더 이상 추가 데이터 와이어를 끌어오지 않으며 전환한 이후 단 한 번의 종료 통신 오류도 발생하지 않았습니다."

교훈과 권고사항

이 프로젝트의 세 가지 교훈은 다른 설치 프로그램에서 두드러집니다.

• 기존 배선을 재사용하는 솔루션을 찾으십시오.전력선 제어는 개조 프로젝트와 긴 지붕 폭에 유용한 전용 통신 케이블을 필요로 하지 않습니다.
• 특정 인버터 브랜드와의 호환성을 조기에 확인하십시오.전체 구매를 결정하기 전 첫 번째 파일럿 테스트를 통해 팀이 나중에 문제를 해결하는 데 수개월을 절약할 수 있었습니다.
• 부품 가격이 아닌 규정 준수에 드는 총 비용을 측정하세요.프로젝트당 인건비 및 재작업에 대한 6,800달러의 절감은 구성요소 비용의 전체 차이보다 더 컸습니다.

팀이 프로젝트를 다시 시작할 수 있다면 300m보다 긴 모든 스트링에 대해 처음부터 설계 도면에 신호 강도 필터를 배치할 것입니다. 그러나 사소한 조정은 18개 설치 전체에서 발생한 유일한 문제였습니다.

참고자료

• NEC 690.12(NFPA 70), 건물 PV 시스템의 신속한 종료, 2020년판.https://www.nfpa.org/70
• IEC 60947-1, 저전압 개폐 장치 및 제어 장치 - 1부: 일반 규칙.https://webstore.iec.ch/publication/6123