Como uma caixa combinadora DC + AC reduz o tempo de instalação solar em 35%

Histórico do cliente

A Desert Sun Solar Installations, uma empreiteira comercial de energia solar com sede no Arizona, instala sistemas fotovoltaicos e de armazenamento de bateria em telhados para armazéns e instalações de varejo em todo o sudoeste dos Estados Unidos. A empresa conclui de 15 a 20 projetos por ano, com tamanhos de sistema que variam de 80 kW a 250 kW. Uma equipe de 12 técnicos cuida do projeto, montagem, fiação e interconexão da rede. A produtividade do trabalho afecta a rentabilidade porque a maioria dos projectos são contratos de licitação fixa.

Desafios com gabinetes CC e CA separados

Antes de mudar para a caixa combinadora monofásica DC + AC Soutya 600V 1000V 2 entradas 2 saídas, cada projeto exigia dois gabinetes separados. Os técnicos instalaram uma caixa combinadora CC perto do painel solar e uma segunda caixa de distribuição CA perto do inversor ou centro de carga. As duas caixas exigiam espaço extra na parede, condutas separadas e coordenação cuidadosa entre a fiação fotovoltaica e CA. Em média, cada local consumiu oito horas adicionais de mão de obra para montar e interligar as duas caixas.

Erros de fiação entre as seções CC e CA causaram falhas à terra e problemas de polaridade reversa, levando a retrabalhos e retornos de chamada. Durante o ano passado, esses problemas acrescentaram cerca de US$ 450 em custos de retrabalho por projeto e atrasaram o comissionamento em dois dias em 40% dos trabalhos. Falhas de inspeção relacionadas ao aterramento e separação de condutores eram comuns, e as equipes tiveram que desmontar conduítes e substituir terminais mal identificados em campo.

Por que a caixa combinadora monofásica DC + AC Soutya?

A empresa avaliou três alternativas: um painel customizado usando disjuntores prontos para uso, duas caixas compactas de um concorrente e a caixa combinadora monofásica DC+AC Soutya. Os gabinetes personalizados exigiam revisão de engenharia elétrica e não possuíam as certificações necessárias. O projeto de duas caixas do concorrente ainda usava canais e aberturas de parede separados, portanto não abordava a causa raiz do trabalho extra.

A caixa Soutya combinou combinação de string CC e proteção de circuito ramificado CA em um único gabinete com classificação IP65. Sua configuração 2 em 2 saídas correspondia ao layout de sistema padrão da empresa de duas cadeias CC alimentando um inversor e uma saída CA. A unidade aceita entrada de 600 V ou 1000 V CC, cobrindo as tensões do módulo usadas em todo o portfólio de projetos. Dispositivos integrados de proteção contra surtos e entradas fusíveis atenderam aos requisitos da IEC 61643-11 e IEC 62548. O design fechado simplificou o aterramento, reduziu o comprimento do conduíte e eliminou o segundo local de montagem.

Processo de Implementação

A implementação começou com um piloto de duas semanas em três projetos concluídos. A tripulação substituiu duas caixas separadas por uma unidade Soutya em cada local. A montagem ocorreu em um único local próximo ao inversor. Os cabos CC e CA foram roteados nas portas de entrada dedicadas e terminados nos blocos terminais rotulados. O barramento de aterramento interno reduziu o trabalho de ligação para aterramentos CC e CA, que eram a fonte mais comum de violações de inspeção.

Um problema surgiu quando um inspetor questionou a separação entre os condutores CC e CA dentro de um gabinete combinado. A documentação do Soutya incluía especificações de barreira física e distâncias de fuga, e a caixa passou na inspeção sem modificação. Após o piloto, a empresa atualizou seu projeto elétrico padrão para usar a caixa Soutya em cada novo projeto. A equipe também padronizou os layouts de entrada de cabos, o que reduziu o tempo de vedação em instalações em telhados.

Resultados quantificáveis

Os resultados foram medidos em sete projetos concluídos nos primeiros dois meses após a mudança. O tempo médio de instalação por local caiu de 31 horas para 20 horas, uma redução de 35%. As horas de trabalho na fiação caíram 40% porque os técnicos não construíam mais conduítes CC e CA separados. O retrabalho causado por erros de fiação diminuiu de cinco incidentes nos sete trabalhos anteriores para zero.

A economia de material e mão de obra totalizou US$ 320 por local, somando mais de US$ 10.000 anualmente para o volume de projetos da empresa. Os atrasos no comissionamento relacionados à instalação do gabinete desapareceram. O tempo médio entre o início da instalação e a interligação à rede foi reduzido em dois dias, permitindo à empresa concluir um projeto adicional a cada trimestre.

Depoimento do cliente

"Fomos cautelosos ao colocar CC e CA na mesma caixa, mas a unidade Soutya simplificou tanto nossas instalações que nossa equipe agora a solicita em cada novo projeto. Os erros de fiação que costumávamos perseguir desapareceram." — Gerente de Operações, Instalações Solares Desert Sun

Lições e recomendações

• Selecione uma caixa combinadora que corresponda à tensão do sistema e à configuração do string. O layout 2 em 2 saídas da caixa Soutya eliminou a necessidade de caixas de junção extras e reduziu a contagem de componentes em cada projeto.
• Envolva a equipe de instalação na avaliação do piloto. O feedback sobre o acesso ao terminal e o roteamento dos cabos levou a uma transição mais suave e ajudou a refinar o procedimento de instalação padrão.
• Revise antecipadamente os códigos elétricos locais para requisitos de separação CC e CA em um gabinete combinado. Ter os diagramas de fiação e a documentação de conformidade do fabricante em mãos reduziu o processo de inspeção.

Se a empresa refazsse o projeto, encomendaria o kit opcional de prensa-cabo da Soutya para reduzir ainda mais o tempo de vedação em instalações externas em telhados. O kit foi projetado para as dimensões da porta de entrada da caixa e eliminaria a necessidade de adaptadores personalizados.

Referências de padrões

Esta instalação segue os requisitos de projeto deCEI 62548:2016para matrizes fotovoltaicas e as disposições de proteção contra surtos deCEI 61643-11:2011para sistemas DC de baixa tensão.