Wie ein kommerzieller Solarpark die Installationszeit mit dem 1000-V-DC-Combiner-Box-3-In-1-Out-MCB-Typ um 25 % verkürzte

Kundenhintergrund

Ein kommerzieller Solarparkbetreiber in Kalifornien verwaltet eine 5-MW-Freiflächenanlage mit über 15.000 PV-Modulen. Das Unternehmen ist auf Solarprojekte im Versorgungsmaßstab spezialisiert und betreibt 12 Standorte im Südwesten der USA. Um die ehrgeizigen Erweiterungsziele zu erreichen, suchte das Ingenieurteam nach Möglichkeiten, die Feldverkabelung zu vereinfachen und die Komponentenkosten zu senken, ohne die Systemzuverlässigkeit zu beeinträchtigen.

Vor welchen Herausforderungen stand der Kunde bei seinem bestehenden Combiner-Setup?

Jeder Strang aus 20 Modulen (Nennspannung 1000 V DC) wurde an einen separaten, auf Sicherungen basierenden Anschlusskasten angeschlossen. Dieser Ansatz erforderte mehrere Gehäuse, eine umfangreiche Verkabelung und einen häufigen Austausch der Sicherungen aufgrund lästiger Fahrten. Beim ursprünglichen Aufbau wurden drei einzelne Anschlusskästen pro 60-Panel-Array verwendet, was wertvollen Platz im Rack einnahm und komplexe Kabelmanagementprobleme verursachte. Wartungsteams verbrachten durchschnittlich zwei Stunden pro Woche damit, durchgebrannte Sicherungen auf dem gesamten Gelände auszutauschen. Die separaten Gehäuse erhöhten das Risiko von Verdrahtungsfehlern während der Installation.

Warum haben sie sich für den MCB-Typ 1000 V DC Combiner Box 3 In 1 Out entschieden?

Nach der Bewertung sicherungs- und MCB-basierter Optionen von drei Anbietern entschied sich das Team aus drei Hauptgründen für den Soutya 1000 V DC Combiner Box 3 In 1 Out MCB-Typ:

• Integrierter MCB-Schutz:Der eingebaute Miniatur-Schutzschalter macht separate Sicherungshalter überflüssig und reduziert Fehlauslösungen.
• Platzsparendes 3-in-1-Design:Durch die Kombination von drei Strängen in einem Gehäuse wurde die Anzahl der Anschlusskästen um 66 % reduziert, wodurch Platz im Rack für zusätzliche Panels frei wurde.
• Vereinfachte Verkabelung:Vorverdrahtete MCB-Ausgänge ermöglichten eine Plug-and-Play-Verbindung zum Wechselrichter, was die Installationszeit und die Fehlerquote reduzierte.

Die Entscheidung wurde getroffen, nachdem eine parallele Kostenanalyse ergab, dass die Gesamtinstallationskosten aufgrund geringerer Arbeits- und Gehäusekosten im Vergleich zum vorherigen sicherungsbasierten Ansatz um 15 % niedriger waren.

Wie erfolgte die Umsetzung?

Das Projekt dauerte vier Wochen und umfasste die Nachrüstung von 200 Combiner-Standorten am gesamten Standort. Zu den wichtigsten Schritten gehörten:

1. Site-Audit:Identifiziert alle Strings, die von Sicherung auf MCB-Schutz umgestellt werden müssen.
2. Montage und Verkabelung:Alte Gehäuse entfernt und die neuen 3-in-1-Boxen installiert. Jede Box akzeptiert drei positive und drei negative Eingänge von den Solarstrings.
3. Wechselrichteranschluss:Der einzelne Ausgang jeder Box wurde mit vorkonfektionierten Kabeln mit dem Wechselrichter-Sammelfeld verkabelt.
4. Testen:Kontinuität, Isolationswiderstand und MCB-Auslöseeinstellungen (bewertet bei 16 A pro Strang) unter Last überprüft.

Eine Herausforderung bestand darin, vorhandene Stringkabel an die Eingangsklemmen der neuen Box anzupassen. Das Team löste dieses Problem, indem es vor Ort installierbare MC4-Anschlüsse verwendete und alle Verbindungen innerhalb einer Woche standardisierte.

Welche quantifizierbaren Ergebnisse wurden erzielt?

Nach vollständiger Bereitstellung über einen Zeitraum von 6 Monaten im Betrieb wurden die folgenden Verbesserungen gemessen:

• 25 % Reduzierung der Installationszeit pro Array(durchschnittlich 4 bis 3 Stunden).
• 15 % geringere Komponenten- und Arbeitskostenpro Combiner-Standort, wodurch insgesamt 12.000 US-Dollar eingespart werden.
• 50 % weniger Wartungseinsätzeaufgrund lästiger Fahrten (von 8 pro Monat auf 4).
• 10 % höhere Systemverfügbarkeitweil das Zurücksetzen des MCB schneller ist als der Austausch von Sicherungen.

Das optimierte Design ermöglichte es dem Betreiber außerdem, 5 % mehr Paneele pro Hektar hinzuzufügen, was die Landnutzung verbesserte.

Was hat der Kunde gesagt?

„Der 3-in-1-MCB-Anschlusskasten hat unsere Array-Verkabelung vereinfacht. Wir schließen Installationen jetzt in kürzerer Zeit ab und unser Wartungsteam verbringt viel weniger Stunden mit Sicherungsproblemen. Es ist eine solide Verbesserung für jedes mittelgroße bis große Solarprojekt.“ — Projektmanager, Solarparkbetreiber

Welche Lehren brachte dieses Projekt?

Von diesen Erkenntnissen können auch andere Solarinstallateure profitieren:

• Standardisieren Sie den MCB-Schutz:MCBs bieten einen rücksetzbaren Überstromschutz und sind in Umgebungen mit starken Vibrationen zuverlässiger als Sicherungen.
• Anzahl der Gehäuse reduzieren:Mehrsträngige Anschlusskästen senken die Material- und Arbeitskosten und vereinfachen gleichzeitig zukünftige Erweiterungen.
• Planen Sie die Steckerkompatibilität:Stellen Sie sicher, dass vor Ort installierbare Steckverbinder verfügbar sind, um Verzögerungen bei der Nachrüstung bestehender Systeme zu vermeiden.

Bei einem Neuanfang hätte das Team die 3-in-1-MCB-Box bereits in der ersten Entwurfsphase festgelegt, um Nachrüstkosten zu vermeiden.

Branchenreferenzen

• IEC 62548:2016 Photovoltaik (PV)-Arrays – Designanforderungen. (Quelle:https://webstore.iec.ch/publication/62548)
• Chen G, Mou X. Studie zur Koordination zwischen MCB und RCBO in Niederspannungs-Stromverteilungssystemen.Elektrotechnik, 2022, 104(3): 1823-1835.