Il portafusibile DC 1500 V riduce i tempi di inattività dell'impianto solare del 60%

Qual era il background del cliente?

Un impianto solare da 50 MW nel sud-ovest degli Stati Uniti gestisce oltre 200.000 moduli fotovoltaici collegati tramite quadri di stringa. L'impianto è entrato in funzione 8 anni fa e ha dovuto affrontare tassi di guasto crescenti nei suoi sistemi di protezione con fusibili, durante i mesi estivi di punta, quando le temperature ambientali superano i 45°C.

Quali sfide hanno dovuto affrontare?

I portafusibili originali erano classificati per 1000 V CC. Con l'espansione dell'impianto, le tensioni delle stringhe hanno raggiunto i 1500 V CC per ridurre le perdite nei cavi. I portafusibili più vecchi non erano in grado di gestire la tensione più elevata, causando frequenti guasti da arco in condizioni di sovraccarico. L'imaging termico ha rivelato temperature di contatto superiori a 110°C alla corrente nominale. L'impianto ha subito una media di 12 interruzioni al mese legate ai fusibili, ciascuna delle quali ha richiesto 4 ore per la diagnosi e la sostituzione. Ciò ha comportato costi di manutenzione mensili di 15.000 dollari e una perdita di entrate di generazione di 8.000 dollari per interruzione.

Sono state valutate soluzioni alternative, tra cui interruttori automatici CC e sostituzioni di fusibili elettronici. Gli interruttori automatici presentavano problemi di selettività a 1.500 V e costavano 250 dollari per unità, mentre i fusibili elettronici introducevano modalità di guasto nei circuiti di rilevamento.

Perché hanno scelto il portafusibili DC 1500 V di Soutya?

Il team di selezione ha testato i portafusibili da 1500 V di tre produttori. Il modello di Soutya ha superato il test di aumento della temperatura della corrente nominale del 150% con un margine di 15°C oltre il limite. I suoi contatti argentati hanno mantenuto la resistenza di contatto inferiore a 0,5 mΩ dopo 500 operazioni meccaniche. Il design dell'involucro IP65 ha consentito l'installazione all'esterno senza ulteriore protezione dagli agenti atmosferici. La conformità alla norma IEC 60269-1:2020 per i fusibili a bassa tensione e alla norma UL 1699B:2018 per la protezione contro i guasti da arco elettrico CC ha dato fiducia al team di ingegneri. Il prezzo unitario di 45 dollari era inferiore del 10% rispetto al concorrente più vicino.

Come è stato implementato il prodotto?

L'impianto ha sostituito 520 portafusibili in 65 quadri di stringa. Il progetto ha richiesto 2 settimane con una squadra di 5 elettricisti. I passaggi chiave includevano:

• Scollegare tutte le stringhe e verificare la tensione zero utilizzando un multimetro da 1500 V.
• Rimozione dei vecchi portafusibili e ispezione delle sbarre per la corrosione.
• Installazione di nuovi supporti Soutya con una chiave dinamometrica calibrata impostata sui 6 N·m specificati.
• Esecuzione di test di resistenza di isolamento (megohmmetro da 500 V) su ciascuna scatola combinatrice.
• Rienergizzazione delle stringhe e registrazione della temperatura stabile per 24 ore.

La sfida principale era lo spazio ristretto per il cablaggio all'interno dei quadri elettrici. Il team ha utilizzato ponticelli flessibili in treccia di rame per mantenere un raggio di curvatura minimo, una soluzione documentata per la manutenzione futura.

Quali risultati quantificabili sono stati raggiunti?

• Le interruzioni legate ai fusibili sono scese da 12 al mese a 2 al mese, ovvero una riduzione del 60%.
• I costi di manutenzione mensili sono scesi da $ 15.000 a $ 5.000, con un risparmio di $ 120.000 all'anno.
• La perdita di ricavi derivanti dai tempi di inattività è stata ridotta da 8.000 a 1.300 dollari al mese.
• L'imaging termico dopo 6 mesi ha mostrato che tutte le connessioni erano inferiori a 70°C a pieno carico.
• In 18 mesi di funzionamento non sono stati segnalati incidenti dovuti ad arco elettrico.

La disponibilità complessiva dell'impianto è migliorata dal 98,2% al 99,4%, incrementando la produzione annua di energia di 540 MWh.

Cosa ha detto il cliente?

Il responsabile della manutenzione dell'impianto ha commentato: "Il passaggio ai portafusibili da 1500 V di Soutya ha risolto un problema cronico di affidabilità. Non ci preoccupiamo più che il caldo estivo possa causare guasti ai fusibili e il risparmio sui costi ha giustificato l'aggiornamento entro 9 mesi." L'ingegnere elettrico aggiunge: "Il design compatto ha reso il retrofitting più semplice del previsto. Abbiamo standardizzato questi supporti per tutte le future espansioni."

Quali lezioni possono imparare gli altri clienti?

1. Verificare attentamente i valori di tensione.I portafusibili classificati per 1000 V non devono mai essere utilizzati in sistemi a 1500 V, anche a correnti inferiori. La capacità di estinzione dell'arco dipende dalla tensione.
2. Misurare la resistenza di contatto durante l'installazione.Una linea di base inferiore a 0,5 mΩ garantisce affidabilità a lungo termine. Utilizzare un microohmmetro per letture accurate.
3. Piano per la gestione termica.In ambienti ad alta temperatura ambientale, declassare il portafusibili in base alle curve del produttore. Il supporto Soutya consente il 100% della corrente nominale fino a 50°C senza declassamento.

Se si riavviasse il progetto, il team eseguirebbe una scansione termica di tutte le connessioni esistenti prima della sostituzione per identificare potenziali punti caldi che potrebbero essere corretti simultaneamente.

Riferimenti

• CEI 60269-1. Fusibili di bassa tensione - Parte 1: Requisiti generali [S]. 2020.
• UL 1699B:2018 Protezione del circuito contro i guasti da arco elettrico CC fotovoltaico (PV).
• IEC 62606:2013 Requisiti generali per i dispositivi di rilevamento dei guasti da arco elettrico (AFDD).