Bagaimana Biaya Kesalahan Busur DC Potong EPC Surya sebesar 35% dengan Kotak Penggabung Soutya AFCI

Latar Belakang Pelanggan

Perusahaan EPC tenaga surya skala menengah yang berbasis di Stuttgart, Jerman, merancang dan memasang sistem PV atap komersial di seluruh Eropa. Dengan portofolio sebesar 80 MW berdasarkan kontrak O&M jangka panjang, perusahaan melayani fasilitas manufaktur, pusat logistik, dan operator penyimpanan dingin. Setiap proyek berkisar antara 500 kW hingga 2 MW, dan perusahaan bertanggung jawab atas konstruksi dan pemeliharaan berkelanjutan.

Tim O&M perusahaan telah menangani peningkatan jumlah inverter trip dan kejadian termal yang disebabkan oleh gangguan busur DC. Konektor yang menua, kawat lecet, dan terminasi longgar pada sirkuit string adalah penyebab utamanya. Seiring dengan perluasan portofolio, biaya pemeliharaan reaktif mulai mengikis margin keuntungan.

Tantangannya: Kesalahan Busur DC yang Tidak Terdeteksi

Gangguan busur DC berbahaya karena terjadi terus-menerus tanpa mengalirkan arus yang cukup untuk memicu sekering standar atau pemutus arus. Di kotak penggabung perusahaan yang ada, hanya sekering tali dan pelindung lonjakan arus yang dipasang. Ini memberikan perlindungan terhadap arus berlebih dan lonjakan arus, namun tidak dapat mendeteksi gangguan busur seri yang terjadi pada kabel yang rusak atau sambungan yang longgar.

Konsekuensinya sangat nyata. Dalam 12 bulan sebelum proyek dimulai, tim merespons 14 trip inverter yang ditelusuri kembali ke konektor yang rusak. Setiap perjalanan memerlukan kunjungan lokasi, pemindaian pencitraan termal, dan inspeksi manual pada setiap koneksi dalam string. Satu sesi pemecahan masalah rata-rata memakan waktu delapan jam. Selain itu, dua insiden nyaris celaka dilaporkan terjadi ketika busur listrik melelehkan isolasi konektor, menyebabkan asap dan risiko kebakaran. Perkiraan biaya untuk setiap peristiwa tersebut, jika tidak diketahui, dapat melebihi $50.000 dalam bentuk kerusakan aset dan waktu henti.

Mengapa Kotak Penggabung Soutya DC AFCI?

Perusahaan mengevaluasi tiga opsi. Yang pertama adalah menambahkan modul AFCI pada input inverter, tetapi modul tersebut hanya memantau output gabungan dari semua string dan tidak dapat mengidentifikasi string mana yang memiliki kesalahan. Opsi kedua adalah mengganti semua konektor kabel dengan konektor yang bermutu lebih tinggi, yang tidak akan mengatasi degradasi di masa depan. Opsi ketiga adalah kotak penggabung Soutya DC AFCI dengan konfigurasi 12-in-1.

Keputusan tersebut menghasilkan tiga keuntungan utama. Pertama, kotak penggabung Soutya menyediakan deteksi kesalahan busur per string. Masing-masing dari 12 input dipantau secara independen, sehingga kesalahan dapat segera dilokalisasi. Kedua, unit ini mengintegrasikan AFCI dan perlindungan arus lebih dalam satu wadah, menyederhanakan pemasangan dan mengurangi jumlah komponen yang harus diperiksa. Ketiga, sesuai dengan UL 1699B dan mendukung persyaratan desain IEC 62548, sehingga memberikan kepercayaan EPC untuk pasar Eropa dan ekspor.

Proses Implementasi dan Penerapan

Proyek ini diterapkan di tiga susunan atap komersial, masing-masing dengan 8 hingga 10 senar. Total proyek memakan waktu enam minggu dari perencanaan hingga commissioning. Kotak penggabung yang ada telah dilepas dan diganti dengan kotak penggabung Soutya DC AFCI. Karena tata letak 12-in-1 cocok dengan perutean string yang ada, tim menggunakan kembali sebagian besar kabel DC, sehingga menghemat biaya material dan waktu pemasangan.

Kesulitan yang umum terjadi adalah melakukan retrofit pada ruang terbatas. Kotak penggabung baru memiliki tapak yang lebih besar dibandingkan unit sederhana yang hanya menggunakan sekering, sehingga braket pemasangan perlu disesuaikan pada satu atap. Tim mengatasi masalah ini dengan menggunakan pelat belakang baja tahan karat dan saluran fleksibel, sehingga menyelesaikan retrofit tanpa mengubah tata letak struktural.

Setelah instalasi, tim menghubungkan keluaran Modbus RTU ke sistem SCADA yang ada. Kotak penggabung mengalirkan status arus, tegangan, dan gangguan busur per string ke pusat pemantauan jarak jauh. Tes commissioning mencakup simulasi kesalahan busur, yang diselesaikan unit dalam waktu kurang dari 0,5 detik sambil mengidentifikasi string yang tepat.

Hasil yang Dapat Dikuantifikasi

• Mengurangi waktu pemecahan masalah hingga 90%:Waktu respons kesalahan rata-rata turun dari 8 jam menjadi 45 menit karena kotak AFCI segera mengidentifikasi string yang salah.
• Menurunkan biaya O&M sebesar 35%:Ketiga lokasi tersebut kini memerlukan lebih sedikit panggilan darurat. Penghematan tahunan berjumlah $18.000 di seluruh portofolio.
• Mengurangi waktu henti inverter sebesar 60%:Dengan mencegah pemadaman listrik berkelanjutan yang dapat menyebabkan inverter trip, lokasi tersebut mengalami 60% lebih sedikit pemutusan sambungan yang tidak direncanakan.
• Mendeteksi dua kesalahan busur lebih awal:Selama 12 bulan pertama, unit ini mendeteksi dua rangkaian gangguan busur listrik pada tahap awal, sehingga mencegah potensi kebakaran dan kerusakan.

Dampak keseluruhannya lebih dari sekedar angka. Tim O&M beralih dari perbaikan reaktif ke inspeksi proaktif. Data yang dikumpulkan dari kotak penggabung memungkinkan mereka menjadwalkan penggantian kabel selama jangka waktu pemeliharaan terencana, bukan pada keadaan darurat.

Testimoni Klien

"Kotak penggabung Soutya DC AFCI memberi kru kami kemampuan untuk mengidentifikasi konektor yang rusak sebelum menjadi kebakaran. Alarm per string dan pencatatan data telah mengubah cara kami mengelola portofolio PV kami."

Pelajaran dan Rekomendasi

1. Tempatkan deteksi kesalahan busur pada level string. Deteksi tingkat inverter tidak dapat melokalisasi kesalahan dan membuat kabel DC panjang tidak terlindungi.
2. Gabungkan pemantauan dengan perlindungan. Kotak penggabung yang melaporkan arus dan status per string membuat data yang dapat ditindaklanjuti untuk pemeliharaan prediktif.
3. Anggaran untuk pelatihan. Gejala gangguan busur listrik berbeda dengan kejadian arus berlebih, dan teknisi perlu memahami teknologi untuk meresponsnya.

Jika perusahaan menjalankan proyek ini lagi, mereka akan memasang kotak Soutya AFCI di semua proyek baru sejak awal, kemudian melakukan retrofit. Standarisasi konfigurasi 12-in-1 akan menyederhanakan inventaris suku cadang dan membuat diagnostik jarak jauh lebih konsisten di seluruh lokasi.

Referensi

1. UL 1699B:2018 Perlindungan Sirkuit Kesalahan Busur DC Fotovoltaik (PV).Link
2. IEC 62548:2016 Rangkaian Fotovoltaik (PV) — Persyaratan desain.Link
3. IEC 60364-7-712:2017 Instalasi listrik tegangan rendah — Bagian 7-712: Sistem catu daya PV surya.Link