Studi Kasus: Kotak Penggabung DC 1000V 6 In 2 Keluar Memotong Biaya Susunan Surya sebesar 15%

Latar Belakang Pelanggan

Sebuah perusahaan teknik, pengadaan, dan konstruksi tenaga surya (EPC) skala menengah yang berlokasi di Spanyol selatan mengelola instalasi skala utilitas yang dipasang di darat di seluruh Semenanjung Iberia. Dengan 200 karyawan dan jaringan pipa tahunan sebesar 80 MW, perusahaan secara rutin mengerjakan proyek-proyek yang luas lahan, jalur kabel, dan inverter diatur dalam geografi yang sempit.

Perusahaan tersebut telah memenangkan kontrak untuk menghidupkan kembali dan memperluas pembangkit listrik tenaga surya berkapasitas 1,6 MW dengan menambah kapasitas baru sebesar 0,8 MW. Pabrik tersebut tidak lagi memenuhi kebutuhan keselamatan dan kinerja yang lebih ketat dari peralatan DC saat ini, sehingga kotak susunan dan kabel yang lama harus diganti. Tim teknik mencari solusi yang akan menurunkan biaya keseimbangan sistem sekaligus menjaga instalasi tetap aman dan meminimalkan penghentian.

Tantangan dan Poin Masalah

Pembangkit listrik tenaga surya asli menggunakan kotak penggabung berkekuatan 600 V yang dipasangkan dengan saluran inverter 380 V. Setiap empat rangkaian string digabungkan menjadi satu pengumpan, membutuhkan kabel tegangan rendah yang panjang. Pada bagian baru, tim berencana menggunakan modul surya 1000 V dan inverter pusat berkemampuan 1000 V untuk mengurangi penampang kabel dan meningkatkan efisiensi inverter.

Masalahnya adalah kotak penggabung standar 600 V tidak dapat menerima tegangan string yang lebih tinggi. Oleh karena itu, manajer proyek memerlukan kotak penggabung yang mampu menangani 1000 V DC sambil menyalurkan dua input inverter independen. Baki dan parit kabel yang ada tidak mampu menyediakan jalur baru yang signifikan, sehingga proyek memerlukan kotak kompak yang memungkinkan enam senar masuk dan dua keluaran kelompok keluar, membatasi tarikan kabel baru dan memperpendek panjang pengumpan.

Satu lagi sakit kepala datang dari pemeliharaan. Pada instalasi lama, korsleting atau kegagalan rangkaian diisolasi dengan sekering mekanis yang lambat. Hal ini menyebabkan penelusuran kesalahan memakan waktu dan hilangnya pembangkitan listrik yang tidak direncanakan setiap beberapa bulan. Dengan adanya kembali pembangkit listrik, EPC berupaya menghindari kerugian tersebut.

Mengapa Tipe MCB Soutya 1000V DC Combiner Box 6 In 2 Out?

Tim teknik mengevaluasi tiga alternatif: kotak sambungan standar buatan sendiri dengan dudukan sekering, kotak penggabung tegangan tinggi impor yang ditawarkan oleh mitra modul, dan kotak penggabung Soutya 1000V DC. Solusi pertama dikesampingkan karena kotak yang dibuat di lapangan tidak memiliki penutup dengan rating IP yang tepat dan pemutus sirkuit dengan rating DC. Opsi kedua lebih mahal dan memiliki waktu tunggu lebih dari sepuluh minggu.

Kotak penggabung Soutya 1000V DC menonjol karena tiga fitur produk yang sangat cocok dengan persyaratan proyek.

• Enam input DC dan dua output, memberikan desain kemampuan untuk menyalurkan dua input MPPT inverter terpisah tanpa sub-panel tambahan.
• Perlindungan tipe MCB sebagai pengganti dudukan sekring. Hal ini memungkinkan penyetelan ulang dan pemecahan masalah dengan mudah tanpa memerlukan sekering cadangan.
• Dinilai 1000 V DC sesuai tata letak tegangan rangkaian proyek, sehingga kotak dapat ditempatkan dekat dengan rangkaian dan tetap mematuhi ambang batas tegangan aman pabrik.

Selain itu, kotak tersebut berasal dari pemasok lokal dengan waktu pengerjaan yang singkat yaitu dua minggu. Manajer pembelian membandingkan biaya unit Soutya dengan kompetitor dan menghitung penghematan 22% per unit, sebelum mempertimbangkan penghematan kabel dan tenaga kerja.

Proses Implementasi dan Penerapan

Proyek ini menghasilkan penguatan dan perluasan menyeluruh dalam masa konstruksi tiga bulan. Pemasangan kotak penggabung 1000V DC memakan waktu enam hari untuk sepuluh rangkaian baru dan pengganti.

Tim mengikuti urutan yang jelas:

1. Setelah pemasangan rak pemasangan, teknisi memasang jalur string DC pada posisi kotak penggabung dengan uji tegangan 1000 V DC.
2. Setiap kotak penggabung Soutya 1000V DC dipasang ke rak dengan entri netral dan saluran menghadap ke bawah, melindungi kompartemen MCB dari intrusi hujan.
3. Enam konduktor senar diakhiri di dalam setiap kotak dan torsi diperiksa sesuai dengan nilai label.
4. Kedua umpan keluaran disalurkan ke bagian masukan MPPT inverter, dan pemutus DC diaktifkan hanya setelah semua sambungan diverifikasi.

Kesulitan utama muncul pada atap berlapis baja dimana pelat dasar penutup tidak dapat dibaut. Insinyur pra-penjualan dari pabrikan menyarankan penggunaan kit grounding lug dengan terminal kompresi satu lubang. Kru lokasi menerapkan alat crimping yang direkomendasikan dan lulus uji kontinuitas. Hal ini menghilangkan potensi penundaan selama dua hari.

Hasil Terkuantifikasi

Setelah commissioning dan musim pengoperasian musim panas penuh, EPC membandingkan kinerja pembangkit listrik dengan pembangkit listrik lama yang beroperasi dengan kelas inverter yang sama.

• Berat kabel tembaga per pengumpan string turun sebesar 35%, karena string 1000 V beroperasi pada tegangan yang lebih tinggi dan arus yang lebih rendah sambil mempertahankan batas penurunan tegangan yang sama.
• Biaya material keseimbangan sistem secara keseluruhan untuk porsi tambahan 0,8 MW berkurang sebesar 15% dibandingkan dengan desain dasar 600 V, termasuk harga efektif kotak penggabung Soutya 1000V DC.
• Waktu reset kesalahan berubah dari rata-rata 55 menit menjadi 8 menit berkat pemutus tipe MCB dan pengaturan 6-in-2-out yang mudah diakses.
• Ketersediaan pembangkitan meningkat 3,4% selama tiga bulan pertama dibandingkan dengan kinerja historis kotak susunan lama dengan perlindungan berbasis sekering.

Karena jumlah sub-feeder yang dibutuhkan lebih sedikit, panjang pembuatan parit juga diperpendek sebesar 18%. Hal ini menghemat waktu penggalian selama seminggu dan mengurangi pekerjaan pemadatan sebelum inverter dipasang.

Perspektif Pelanggan

Kepala Teknik Elektro di EPC menyatakan:

"Kotak penggabung 1000V DC memberi kami tata letak output ganda yang kami perlukan tanpa fabrikasi khusus. Kami telah memangkas biaya material dan, terlebih lagi, ketika tali putus, kru akan memulihkannya dalam hitungan menit daripada menghabiskan waktu berjam-jam mencari sekring yang putus."

Pemilik pembangkit listrik juga menyetujui pandangan tersebut, dan mencatat bahwa konfigurasi baru memungkinkan perluasan di masa depan tanpa mengganti infrastruktur DC asli.

Pelajaran dan Rekomendasi

Bagi perusahaan EPC lain yang merencanakan pekerjaan tenaga surya DC tegangan tinggi serupa, ada tiga hal yang menonjol:

• Pilih kotak penggabung dengan jumlah input dan output yang tepat untuk topologi inverter sebelum memulai tata letak. Unit 6-in-2-out dapat sangat mengurangi jumlah feeder dan panel distribusi sekunder.
• Perlindungan berbasis MCB sepadan dengan biaya awal yang sedikit lebih tinggi, karena waktu henti operasional tidak diperhitungkan dalam kasus bisnis. Satu pemadaman setengah hari yang dapat dihindari dapat membayar biaya tambahannya.
• Konfirmasikan persyaratan landasan dan perlindungan IP dengan pemasok sebelum pengiriman. Detail kecil seperti perlengkapan grounding dapat memengaruhi kecepatan dan keandalan pemasangan, untuk lokasi atap yang ditinggikan.

Jika proyek ini dikerjakan ulang, tim akan memesan perangkat kelenjar yang telah dibor sebelumnya dan memberi label pada tabung penanda konduktor bersamaan dengan kotaknya. Perubahan sederhana ini akan mempersingkat waktu inspeksi jarak dekat sebanyak dua hari lagi di seluruh pabrik.

Referensi Standar Industri

Pemasangan dan pemilihan kotak penggabung DC 1000V yang diterapkan mengikuti persyaratan IEC yang relevan: IEC 62548:2016 untuk desain susunan PV dan persyaratan struktural, dan IEC 61643-11:2011 untuk koordinasi perlindungan lonjakan arus di sisi DC.

• IEC 62548:2016 — Rangkaian fotovoltaik (PV) — Persyaratan desain.https://webstore.iec.ch/publication/62548
• IEC 61643-11:2011 - Perangkat pelindung lonjakan arus tegangan rendah - SPD yang dihubungkan ke sistem tenaga tegangan rendah.https://webstore.iec.ch/publication/61643-11