Wie ein DC+AC-Kombikasten die Solarinstallationszeit um 35 % verkürzt

Kundenhintergrund

Desert Sun Solar Installations, ein kommerzielles Solarunternehmen mit Sitz in Arizona, installiert Photovoltaik- und Batteriespeichersysteme auf Dächern für Lagerhäuser und Einzelhandelseinrichtungen im gesamten Südwesten der USA. Das Unternehmen realisiert jedes Jahr 15 bis 20 Projekte mit Anlagengrößen von 80 kW bis 250 kW. Ein Team von 12 Technikern kümmert sich um Design, Montage, Verkabelung und Netzverbindung. Die Arbeitsproduktivität wirkt sich auf die Rentabilität aus, da es sich bei den meisten Projekten um Festpreisverträge handelt.

Herausforderungen mit separaten DC- und AC-Gehäusen

Vor dem Wechsel zur Soutya Single Phase DC+AC Combiner Box 600V 1000V 2 In 2 Out Industrial Box waren für jedes Projekt zwei separate Gehäuse erforderlich. Techniker installierten einen DC-Sammelkasten in der Nähe der Solaranlage und einen zweiten AC-Verteilerkasten in der Nähe des Wechselrichters oder des Lastzentrums. Die beiden Kästen erforderten zusätzlichen Platz an der Wand, separate Leitungsführungen und eine sorgfältige Koordination zwischen Photovoltaik- und Wechselstromverkabelung. Im Durchschnitt benötigte jeder Standort acht zusätzliche Arbeitsstunden für die Montage und Verbindung der beiden Boxen.

Verdrahtungsfehler zwischen den DC- und AC-Abschnitten führten zu Erdschlüssen und Verpolungsproblemen, was zu Nacharbeiten und Rückrufen führte. Im vergangenen Jahr verursachten diese Probleme etwa 450 US-Dollar an Nacharbeitskosten pro Projekt und verzögerten die Inbetriebnahme bei 40 % der Aufträge um zwei Tage. Inspektionsfehler im Zusammenhang mit Erdung und Leitertrennung kamen häufig vor, und die Teams mussten vor Ort Leitungen demontieren und falsch beschriftete Anschlüsse ersetzen.

Warum die einphasige DC+AC-Kombinationsbox von Soutya?

Das Unternehmen prüfte drei Alternativen: ein speziell angefertigtes Schaltfeld mit handelsüblichen Leistungsschaltern, zwei kompakte Boxen eines Mitbewerbers und die einphasige DC+AC-Kombinationsbox von Soutya. Kundenspezifische Gehäuse erforderten eine elektrotechnische Prüfung und verfügten nicht über die erforderlichen Zertifizierungen. Das Zwei-Box-Design des Mitbewerbers nutzte immer noch separate Leitungen und Wandöffnungen, sodass die Grundursache des Mehraufwands nicht behoben wurde.

Die Soutya-Box vereint DC-String-Kombination und AC-Abzweigstromkreisschutz in einem einzigen IP65-Gehäuse. Seine 2-in-2-out-Konfiguration entsprach dem Standardsystemlayout des Unternehmens mit zwei Gleichstromsträngen, die einen Wechselrichter und einen Wechselstromausgang speisen. Das Gerät akzeptiert eine Eingangsspannung von 600 V oder 1000 V DC und deckt damit die Modulspannungen ab, die im gesamten Projektportfolio verwendet werden. Integrierte Überspannungsschutzgeräte und abgesicherte Eingänge erfüllten die Anforderungen von IEC 61643-11 und IEC 62548. Die geschlossene Bauweise vereinfachte die Erdung, reduzierte die Leitungslänge und machte den zweiten Montageort überflüssig.

Implementierungsprozess

Die Umsetzung begann mit einem zweiwöchigen Pilotprojekt an drei abgeschlossenen Projekten. Die Besatzung ersetzte an jedem Standort zwei separate Boxen durch eine Soutya-Einheit. Die Montage erfolgte an einer einzigen Stelle in der Nähe des Wechselrichters. Gleich- und Wechselstromkabel wurden in die dafür vorgesehenen Eingangsanschlüsse geführt und an den beschrifteten Klemmenblöcken abgeschlossen. Der interne Erdungsbus reduzierte den Verbindungsaufwand für Gleich- und Wechselstromerdung, die die häufigste Ursache für Inspektionsverstöße darstellte.

Ein Problem tauchte auf, als ein Inspektor die Trennung zwischen Gleich- und Wechselstromleitern innerhalb eines kombinierten Gehäuses in Frage stellte. Die Soutya-Dokumentation enthielt Spezifikationen zu physischen Barrieren und Kriechstrecken, und die Box bestand die Inspektion ohne Änderungen. Nach dem Pilotprojekt aktualisierte das Unternehmen sein Standard-Elektrodesign, um bei jedem neuen Projekt die Soutya-Box zu verwenden. Das Team standardisierte außerdem die Anordnung der Kabeleinführungen, was die Abdichtzeit bei Dachinstallationen verkürzte.

Quantifizierbare Ergebnisse

Die Ergebnisse wurden bei sieben Projekten gemessen, die in den ersten zwei Monaten nach der Umstellung abgeschlossen wurden. Die durchschnittliche Installationszeit pro Standort sank von 31 Stunden auf 20 Stunden, was einer Reduzierung um 35 % entspricht. Der Arbeitsaufwand für die Verkabelung sank um 40 %, da die Techniker keine separaten DC- und AC-Leitungsverläufe mehr bauten. Die durch Verkabelungsfehler verursachten Nacharbeiten gingen von fünf Vorfällen im Vergleich zu den vorherigen sieben Arbeiten auf null zurück.

Die Material- und Arbeitseinsparungen beliefen sich auf insgesamt 320 US-Dollar pro Standort, was einem jährlichen Projektvolumen von mehr als 10.000 US-Dollar entspricht. Verzögerungen bei der Inbetriebnahme im Zusammenhang mit der Gehäuseinstallation entfallen. Die durchschnittliche Zeit vom Beginn der Installation bis zur Netzanbindung verkürzte sich um zwei Tage, sodass das Unternehmen jedes Quartal ein zusätzliches Projekt abschließen konnte.

Kundenreferenz

„Wir waren vorsichtig, Gleich- und Wechselstrom in denselben Kasten zu stecken, aber die Soutya-Einheit hat unsere Installationen so sehr vereinfacht, dass unser Team sie jetzt bei jedem neuen Projekt anfordert. Die Verkabelungsfehler, denen wir früher nachjagten, sind verschwunden.“ – Betriebsleiter, Desert Sun Solar Installations

Lektionen und Empfehlungen

• Wählen Sie einen Anschlusskasten, der zur Systemspannung und String-Konfiguration passt. Das 2-in-2-out-Layout der Soutya-Box machte zusätzliche Anschlusskästen überflüssig und reduzierte die Anzahl der Komponenten bei jedem Projekt.
• Beziehen Sie das Installationsteam in die Pilotbewertung ein. Rückmeldungen zum Terminalzugang und zur Kabelführung führten zu einem reibungsloseren Übergang und trugen zur Verfeinerung des Standardinstallationsverfahrens bei.
• Informieren Sie sich frühzeitig über die örtlichen Elektrovorschriften hinsichtlich der DC- und AC-Trennungsanforderungen in einem kombinierten Gehäuse. Die Verfügbarkeit der Schaltpläne und der Konformitätsdokumentation des Herstellers verkürzte den Inspektionsprozess.

Wenn das Unternehmen das Projekt wiederholen würde, würde es das optionale Kabelverschraubungsset von Soutya bestellen, um die Abdichtungszeit bei Dachinstallationen im Freien weiter zu verkürzen. Das Kit ist auf die Abmessungen des Eingangsanschlusses der Box ausgelegt und macht kundenspezifische Adapter überflüssig.

Referenzen zu Standards

Diese Installation folgt den Designanforderungen vonIEC 62548:2016für Photovoltaikanlagen und die Überspannungsschutzbestimmungen vonIEC 61643-11:2011für Niederspannungs-Gleichstromsysteme.