केस स्टडी: 1000V डीसी कंबाइनर बॉक्स 6 इन 2 आउट सोलर एरे की लागत में 15% की कटौती करता है

ग्राहक पृष्ठभूमि

दक्षिणी स्पेन में स्थित एक मध्यम आकार की सौर इंजीनियरिंग, खरीद और निर्माण (ईपीसी) कंपनी इबेरियन प्रायद्वीप में उपयोगिता-पैमाने पर ग्राउंड-माउंटेड इंस्टॉलेशन का प्रबंधन करती है। 200 कर्मचारियों और 80 मेगावाट की वार्षिक पाइपलाइन के साथ, कंपनी नियमित रूप से उन परियोजनाओं पर काम करती है जहां तंग भौगोलिक क्षेत्रों में भूमि क्षेत्र, केबल मार्ग और इनवर्टर की व्यवस्था की जाती है।

व्यवसाय ने 0.8 मेगावाट की नई क्षमता जोड़कर मौजूदा 1.6 मेगावाट के सौर संयंत्र को पुनर्जीवित करने और विस्तार करने का अनुबंध जीता था। संयंत्र अब आज के डीसी उपकरणों की सख्त सुरक्षा और प्रदर्शन आवश्यकताओं को पूरा नहीं करता था, इसलिए पुराने एरे बॉक्स और केबल को बदलना पड़ा। इंजीनियरिंग टीम ने एक ऐसे समाधान की तलाश की जो इंस्टॉलेशन को सुरक्षित रखते हुए और स्टॉपेज को न्यूनतम रखते हुए सिस्टम के संतुलन की लागत को कम करेगा।

चुनौतियाँ और पीड़ा बिंदु

मूल सौर संयंत्र में 380 V इन्वर्टर लाइन के साथ 600 V रेटेड कॉम्बिनर बॉक्स का उपयोग किया गया था। प्रत्येक चार स्ट्रिंग सर्किट को एक फीडर में जोड़ा गया था, जिसके लिए लंबे लो-वोल्टेज केबल रन की आवश्यकता होती थी। नए खंड पर, टीम ने केबल क्रॉस सेक्शन को कम करने और इन्वर्टर दक्षता में सुधार करने के लिए 1000 वी सौर मॉड्यूल और 1000 वी-सक्षम केंद्रीय इन्वर्टर का उपयोग करने की योजना बनाई।

समस्या यह थी कि मानक 600 वी कंबाइनर बॉक्स उच्च स्ट्रिंग वोल्टेज को स्वीकार नहीं कर सकते थे। इसलिए, परियोजना प्रबंधकों को दो स्वतंत्र इन्वर्टर इनपुट को फीड करते हुए 1000 वी डीसी को संभालने में सक्षम एक कंबाइनर बॉक्स की आवश्यकता थी। मौजूदा केबल ट्रे और खाइयां महत्वपूर्ण नए रास्ते नहीं बना सकती थीं, इसलिए परियोजना को एक कॉम्पैक्ट बॉक्स की आवश्यकता थी जो छह तारों को प्रवेश करने और दो समूह आउटपुट को छोड़ने की अनुमति दे, जिससे नई केबल खींचना सीमित हो गया और फीडर की लंबाई कम हो गई।

एक और सिरदर्द रखरखाव से आया। पुराने इंस्टॉलेशन में, शॉर्ट सर्किट या स्ट्रिंग विफलताओं को धीमी यांत्रिक फ़्यूज़ से अलग किया जाता था। इसके कारण दोषों का पता लगाने में समय लगता था और हर कुछ महीनों में अनियोजित उत्पादन हानि होती थी। संयंत्र को पुनः सशक्त बनाने के साथ, ईपीसी उन नुकसानों से बचना चाह रहा था।

साउथ्या 1000V डीसी कंबाइनर बॉक्स 6 इन 2 आउट एमसीबी प्रकार क्यों?

इंजीनियरिंग टीम ने तीन विकल्पों का मूल्यांकन किया: फ़्यूज़ धारकों के साथ मानक घरेलू जंक्शन बॉक्स, एक मॉड्यूल पार्टनर द्वारा पेश किए गए आयातित उच्च-वोल्टेज कॉम्बिनर बॉक्स, और सौत्या 1000V डीसी कॉम्बिनर बॉक्स। पहले समाधान को खारिज कर दिया गया क्योंकि फ़ील्ड-निर्मित बक्सों में उचित आईपी-रेटेड बाड़ों और डीसी-रेटेड सर्किट ब्रेकरों का अभाव था। दूसरा विकल्प अधिक महंगा था और इसमें दस सप्ताह से अधिक का समय था।

साउथ्या 1000V डीसी कंबाइनर बॉक्स तीन उत्पाद विशेषताओं के कारण अलग दिखा जो परियोजना की आवश्यकताओं से बिल्कुल मेल खाते थे।

• छह डीसी इनपुट और दो आउटपुट, डिज़ाइन को एक अतिरिक्त उप-पैनल के बिना दो अलग-अलग इन्वर्टर एमपीपीटी इनपुट फ़ीड करने की क्षमता देते हैं।
• फ़्यूज़ होल्डर के बजाय एमसीबी प्रकार की सुरक्षा। इसने बिना किसी अतिरिक्त फ़्यूज़ की आवश्यकता के आसान रीसेट और समस्या निवारण की अनुमति दी।
• प्रोजेक्ट के स्ट्रिंग वोल्टेज लेआउट के अनुसार 1000 वी डीसी के लिए रेट किया गया है, ताकि बॉक्स को सरणी के करीब रखा जा सके और फिर भी प्लांट की सुरक्षित वोल्टेज थ्रेशोल्ड का अनुपालन किया जा सके।

इसके अलावा, बॉक्स दो सप्ताह के कम समय के साथ एक स्थानीय आपूर्तिकर्ता से आया था। खरीद प्रबंधकों ने प्रतिस्पर्धा के साथ सौत्या इकाई की लागत की तुलना की और वायरिंग और श्रम बचत पर विचार करने से पहले, प्रति बाड़े में 22% की बचत की गणना की।

कार्यान्वयन और आवेदन प्रक्रिया

परियोजना ने तीन महीने की निर्माण अवधि के दौरान पूर्ण पुनर्शक्तिकरण और विस्तार प्रदान किया। 1000V डीसी कंबाइनर बक्से की स्थापना में दस नए और प्रतिस्थापन सरणियों में छह दिन लगे।

टीम ने एक स्पष्ट अनुक्रम का पालन किया:

1. माउंटिंग रैक को ठीक करने के बाद, तकनीशियनों ने 1000 वी डीसी पर वोल्टेज परीक्षण के साथ डीसी स्ट्रिंग लाइनों को कंबाइनर बॉक्स स्थिति में स्थापित किया।
2. प्रत्येक साउथ्या 1000V डीसी कंबाइनर बॉक्स को रैक पर लगाया गया था, जिसमें उसकी तटस्थ और नाली प्रविष्टियाँ नीचे की ओर थीं, जो एमसीबी डिब्बे को बारिश की घुसपैठ से बचाती थीं।
3. प्रत्येक बॉक्स के अंदर छह स्ट्रिंग कंडक्टरों को समाप्त किया गया और लेबल मानों के अनुसार टॉर्क-चेक किया गया।
4. दो आउटपुट फ़ीड को इन्वर्टर के एमपीपीटी इनपुट अनुभागों में रूट किया गया था, और डीसी ब्रेकर सभी कनेक्शन सत्यापित होने के बाद ही लगाए गए थे।

एक मुख्य कठिनाई स्टील-छंटनी वाली छतों पर उत्पन्न हुई जहां बाड़े की ग्राउंडिंग प्लेट को बोल्ट नहीं किया जा सका। निर्माता के प्रीसेल इंजीनियर ने एक-छेद संपीड़न टर्मिनलों के साथ ग्राउंडिंग लग किट का उपयोग करने का सुझाव दिया। साइट क्रू ने अनुशंसित क्रिम्पिंग टूल लागू किया और निरंतरता परीक्षण पास किया। इससे दो दिन की संभावित देरी समाप्त हो गई।

परिमाणित परिणाम

कमीशनिंग और पूरे ग्रीष्मकालीन परिचालन सत्र के बाद, ईपीसी ने उसी इन्वर्टर क्लास के साथ काम करने वाले पुराने खंड के मुकाबले पुन: सशक्त संयंत्र के प्रदर्शन की तुलना की।

• प्रति स्ट्रिंग फीडर केबल तांबे का वजन 35% कम हो गया, क्योंकि 1000 वी तार समान वोल्टेज ड्रॉप सीमा को बनाए रखते हुए उच्च वोल्टेज और कम धारा पर चलते थे।
• अतिरिक्त 0.8 मेगावाट हिस्से के लिए सिस्टम सामग्री की कुल संतुलन लागत बेसलाइन 600 वी डिज़ाइन की तुलना में 15% कम हो गई थी, जिसमें साउथ्या 1000 वी डीसी कंबाइनर बॉक्स की प्रभावी कीमत भी शामिल थी।
• एमसीबी-प्रकार के ब्रेकरों और आसानी से उपलब्ध होने वाली 6-इन-2-आउट व्यवस्था की बदौलत दोष रीसेट का समय औसतन 55 मिनट से बढ़कर 8 मिनट हो गया।
• फ़्यूज़-आधारित सुरक्षा वाले पुराने एरे बॉक्स के ऐतिहासिक प्रदर्शन की तुलना में पहले तीन महीनों के दौरान उत्पादन उपलब्धता में 3.4% सुधार हुआ।

क्योंकि कम उप-फीडर की आवश्यकता थी, ट्रेंचिंग की लंबाई भी 18% कम कर दी गई थी। इससे खुदाई का एक सप्ताह बच गया और इनवर्टर लगाने से पहले संघनन का काम कम हो गया।

ग्राहक परिप्रेक्ष्य

ईपीसी में इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग के प्रमुख ने कहा:

"1000V डीसी कंबाइनर बॉक्स ने हमें बिना किसी विशेष निर्माण के आवश्यक दोहरा आउटपुट लेआउट दिया। हमने अपनी सामग्री लागत में कटौती की है और इससे भी अधिक, जब एक स्ट्रिंग ट्रिप हो जाती है तो क्रू टूटे हुए फ्यूज की तलाश में घंटों खर्च करने की तुलना में मिनटों में इसे बहाल कर देता है।"

प्लांट के मालिक ने उस विचार को दोहराया, यह देखते हुए कि नए कॉन्फ़िगरेशन ने मूल डीसी बुनियादी ढांचे को प्रतिस्थापित किए बिना भविष्य में विस्तार की अनुमति दी।

सबक और सिफ़ारिशें

अन्य ईपीसी कंपनियों के लिए समान उच्च-वोल्टेज डीसी सौर कार्य की योजना बनाने के लिए, तीन बिंदु सामने आते हैं:

• लेआउट शुरू करने से पहले इन्वर्टर टोपोलॉजी के लिए इनपुट और आउटपुट की सही संख्या के साथ एक कंबाइनर बॉक्स चुनें। 6-इन-2-आउट इकाई फीडर संख्या और माध्यमिक वितरण पैनल को काफी कम कर सकती है।
• एमसीबी-आधारित सुरक्षा थोड़ी अधिक प्रारंभिक लागत के लायक है, क्योंकि व्यावसायिक मामले में परिचालन डाउनटाइम को कम करके आंका जाता है। आधे दिन की कटौती से बचने पर अतिरिक्त भुगतान करना पड़ सकता है।
• शिपमेंट से पहले आपूर्तिकर्ता के साथ ग्राउंडिंग और आईपी सुरक्षा आवश्यकताओं की पुष्टि करें। ऊंचे छत वाले स्थानों के लिए ग्राउंडिंग किट जैसी छोटी जानकारी स्थापना की गति और विश्वसनीयता को प्रभावित कर सकती है।

यदि प्रोजेक्ट दोबारा किया गया, तो टीम बक्से के साथ-साथ प्री-ड्रिल ग्लैंड किट और लेबल कंडक्टर मार्कर ट्यूब का ऑर्डर देगी। उस साधारण परिवर्तन से पूरे संयंत्र में क्लोज़-आउट निरीक्षण के समय में दो दिन की कटौती हो जाएगी।

उद्योग मानक संदर्भ

1000V DC कंबाइनर बॉक्स की लागू स्थापना और चयन प्रासंगिक IEC आवश्यकताओं का पालन करता है: PV सरणी डिज़ाइन और संरचनात्मक आवश्यकताओं के लिए IEC 62548:2016, और DC पक्ष में वृद्धि सुरक्षा समन्वय के लिए IEC 61643-11:2011।

• आईईसी 62548:2016 - फोटोवोल्टिक (पीवी) सरणियाँ - डिज़ाइन आवश्यकताएँ।https://webstore.iec.ch/publication/62548
• आईईसी 61643-11:2011 - लो-वोल्टेज सर्ज सुरक्षात्मक उपकरण - लो-वोल्टेज बिजली प्रणालियों से जुड़े एसपीडी।https://webstore.iec.ch/publication/61643-11