ผู้ประกอบการโรงไฟฟ้า PV ลดเวลาหยุดทำงานฝั่ง AC ได้ 40% อย่างไรด้วยคอนแทคเตอร์ CJX2 ของ SINGI

ภูมิหลังลูกค้า

ผู้ประกอบการโรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ในภาคใต้ของสเปนบริหารการผลิตโฟโตโวลตาอิกแบบกระจายกำลัง 45 MW ทั่ว 25 สถานที่ บริษัทให้บริการ EPC และบริการ O&M ระยะยาวสำหรับระบบบนหลังคาเชิงพาณิชย์และอุตสาหกรรม โดยเน้นการเพิ่มผลผลิตพลังงานให้สูงสุดและลดการหยุดทำงานโดยไม่ได้วางแผนให้น้อยที่สุด แต่ละสถานที่ใช้กล่องรวมสาย AC เพื่อเชื่อมต่ออินเวอร์เตอร์สตริงหลายตัวเข้ากับโครงข่ายไฟฟ้าแรงดันปานกลาง คอนแทคเตอร์ AC ภายในกล่องเหล่านี้เป็นชิ้นส่วนสำคัญสำหรับการแยกและสวิตช์อย่างปลอดภัย

การแข่งขันที่เพิ่มขึ้นในตลาดพลังงานแสงอาทิตย์ของสเปนได้บีบอัตรากำไร ผู้ประกอบการจำเป็นต้องลดต้นทุนการดำเนินงานพร้อมกับรักษาความพร้อมใช้งานในระดับสูงสำหรับสัญญาซื้อขายไฟฟ้า (PPA) ของตน เวลาหยุดทำงานโดยไม่วางแผนใด ๆ ล้วนแปลงเป็นรายได้ที่สูญเสียและค่าปรับตามสัญญา

ความท้าทายและจุดที่เป็นปัญหา

ในช่วงสองปี ผู้ประกอบการบันทึกความเสียหายของคอนแทคเตอร์เฉลี่ย 14 ครั้งต่อปีในกลุ่มโรงไฟฟ้าทั้งหมด ความเสียหายได้แก่ คอยล์ไหม้ หน้าสัมผัสเชื่อมติดกัน และกลไกค้าง ปัญหาเหล่านี้เกิดขึ้นในช่วงฤดูร้อนที่อากาศร้อนจัด ซึ่งเป็นช่วงที่ความเครียดเชิงความร้อนและความผันผวนของแรงดันไฟฟ้าในโครงข่ายสูงที่สุด

ความล้มเหลวแต่ละครั้งต้องส่งรถเข้าไปซ่อมและทำให้อินเวอร์เตอร์หยุดทำงาน 4 ถึง 8 ชั่วโมง ค่าซ่อมโดยตรงเฉลี่ย 340 ดอลลาร์สหรัฐต่อครั้ง แต่รายได้จากพลังงานที่สูญเสียสูงกว่าเป็นสามเท่า ในเหตุการณ์รุนแรงครั้งหนึ่ง คอนแทคเตอร์ที่เชื่อมติดกันทำให้เกิดไฟฟ้าลัดวงจรระหว่างเฟส ซึ่งสร้างความเสียหายให้อินเวอร์เตอร์สตริงตัวหนึ่ง คิดเป็นค่าซ่อมและชิ้นส่วนเปลี่ยนทดแทน 4,800 ดอลลาร์สหรัฐ

คอนแทคเตอร์ที่มีอยู่เดิม ซึ่งจัดหาจากแบรนด์ราคาถูก ไม่สามารถตอบสนองความต้องการด้านสภาพแวดล้อมของการติดตั้ง PV กลางแจ้งได้ เปลือกหุ้มระดับ IP20 ของมันยอมให้ฝุ่นและความชื้นเข้าไปได้ เร่งการสึกหรอของหน้าสัมผัส ช่วงแรงดันขดลวดยังแคบ ทำให้ผู้ประกอบการต้องใช้หม้อแปลงภายนอกสำหรับแรงดันควบคุม ซึ่งเพิ่มความซับซ้อนและจุดที่อาจเกิดความล้มเหลว

ทำไมต้องเป็นคอนแทคเตอร์ AC ซีรีส์ CJX2 ของ SINGI

หลังการประเมินเปรียบเทียบ ผู้ประกอบการคัดเลือกแบรนด์คอนแทคเตอร์สามแบรนด์เข้าชอร์ตลิสต์ แบรนด์พรีเมียมจากยุโรปให้ความน่าเชื่อถือสูง แต่มีต้นทุนต่อหน่วยสูงกว่า 60% แบรนด์ในภูมิภาคมีราคาต่ำกว่าแต่ไม่ผ่านการทดสอบความทนทานต่อความร้อน คอนแทคเตอร์ AC ซีรีส์ CJX2 ของ SINGI ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของซีรีส์ PV เป็นไปตามข้อกำหนดทางเทคนิคทั้งหมดในราคาที่ต่ำกว่าตัวเลือกพรีเมียม 20%

ปัจจัยการตัดสินใจหลักได้แก่:

• เป็นไปตามมาตรฐาน IEC 60947-4-1 รับประกันอายุการใช้งานทางไฟฟ้าพิกัด 1.2 ล้านครั้งในการทำงาน และอายุการใช้งานเชิงกล 10 ล้านครั้ง
• ช่วงคอยล์ที่กว้าง (AC 24–480 V และ DC 24–220 V) ช่วยขจัดความจำเป็นในการใช้หม้อแปลงเพิ่มเติมและทำให้การบริหารสต็อกง่ายขึ้น
• อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากในตัวและดีไซน์ขั้วต่อแบบปิดผนึก ที่ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพในสภาพแวดล้อมที่มีฝุ่นและความชื้น
• ขนาดกะทัดรัดและอุปกรณ์เสริมแบบโมดูลาร์ รวมถึงบล็อกหน้าสัมผัสเสริมและรีเลย์ป้องกันการรับเกินพิกัดแบบความร้อน ทำให้สามารถปรับเปลี่ยนเข้ากับผังแผงเดิมได้โดยไม่ต้องดัดแปลง

ผู้ประกอบการยังชื่นชมเอกสารทางเทคนิคของ SINGI ซึ่งมีข้อกำหนดแรงบิดที่ชัดเจนและแผนภาพการเดินสายไฟที่ไม่มีอยู่ในคู่มือของผู้จัดจำหน่ายรายก่อนหน้า

กระบวนการนำไปใช้

การขยายผลเสร็จสิ้นภายในเวลาสามเดือน ทีมดำเนินการตามแนวทางอย่างเป็นระบบ:

1. การตรวจสอบหน้างาน: แต่ละจุดติดตั้งได้รับการประเมินพิกัดของคอนแทคเตอร์ที่มีอยู่ แรงดันคอยล์ และสภาวะแวดล้อม พร้อมจัดทำรายการเปลี่ยนทดแทนโดยละเอียด
2. การทดสอบตัวอย่าง: มีการติดตั้งห้าตัวที่จุดติดตั้งที่มีความเสียหายสูงสุดและเฝ้าติดตามเป็นเวลา 30 วัน ไม่พบความเสียหาย และอุณหภูมิคอยล์ต่ำกว่าอุปกรณ์เดิม 15°C
3. การเปลี่ยนเป็นระยะ: ใช้ช่วงเวลาหยุดเดินเครื่องตามแผนสองสัปดาห์ต่อจุดติดตั้งเพื่อเปลี่ยนคอนแทคเตอร์ทั้งหมด 450 ตัว ทีมงานทำงานเสร็จในวันหยุดสุดสัปดาห์เพื่อหลีกเลี่ยงการสูญเสียจากการลดกำลังผลิต
4. การตรวจสอบสายไฟและแรงบิด: การเชื่อมต่อทั้งหมดถูกขันให้ได้แรงบิดตามข้อกำหนดของผู้ผลิต และติดตั้งอุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากของคอยล์เพื่อป้องกันแรงดันพุ่งสูง
5. การตั้งโปรแกรมและการเฝ้าระวัง: ระบบ SCADA ได้รับการอัปเดตเพื่อติดตามจำนวนครั้งการทำงานของคอนแทคเตอร์และแจ้งเตือนเมื่อมีรูปแบบการสวิตช์ที่ผิดปกติ

ความยากลำบากที่พบทั่วไปคือผังแผงที่แตกต่างกันในแต่ละจุดติดตั้ง กล่องรวมสายบางกล่องมีช่องว่างจำกัดทำให้ติดตั้งได้ลำบาก ขนาดกะทัดรัดของ CJX2 ทำให้ทีมคงการเดินสายไฟและสายเคเบิลทั้งหมดไว้โดยไม่ต้องเปลี่ยนแปลง ช่วยหลีกเลี่ยงค่าใช้จ่ายในการเจาะใหม่และต่อขยายบัสบาร์

ผลลัพธ์ที่วัดผลได้

สิบสองเดือนหลังการเปลี่ยนทดแทน ผู้ประกอบการเปรียบเทียบประสิทธิภาพกับค่าฐานสองปีก่อนหน้า ผลลัพธ์ที่ได้มีความสำคัญอย่างยิ่ง:

• อัตราการเสียของคอนแทคเตอร์ลดลงจาก 12% ต่อปี เหลือ 1.8% — ลดลง 85%
• เวลาหยุดทำงานด้าน AC ลดลง 40% (จากเฉลี่ย 23 ชั่วโมงต่อสถานที่ต่อปี เหลือ 13.8 ชั่วโมง)
• ค่าบำรุงรักษาและซ่อมแซมลดลง 28,000 ดอลลาร์ต่อปีรวมทั้งค่าแรง อะไหล่ และรายได้พลังงานที่สูญเสียไป
• ความเสียหายของอินเวอร์เตอร์ที่เกิดจากความผิดพลาดของคอนแทคเตอร์ถูกขจัดหมด — ไม่พบความผิดพลาดระหว่างเฟสใด ๆ หลังการอัปเกรด

ผู้ประกอบการยังวัดได้ว่าประสิทธิภาพโดยรวมเพิ่มขึ้น 0.2% เนื่องจากความต้านทานหน้าสัมผัสต่ำลงและกำลังยึดคอยล์ลดลง ซึ่งคิดเป็นรายได้จากพลังงานเพิ่มเติม 3,500 ดอลลาร์ต่อปีในกลุ่มโรงไฟฟ้าทั้งหมด

เสียงจากลูกค้า

"ตอนแรกเราไม่ค่อยมั่นใจที่จะเปลี่ยนไปใช้แบรนด์ที่ไม่ค่อยเป็นที่รู้จัก แต่ SINGI CJX2 ทำผลงานได้ดีกว่าหน่วยเดิมของเราในทุกตัวชี้วัด อัตราความล้มเหลวตอนนี้แทบไม่มีเลย และการสนับสนุนจากทีม SINGI ก็ยอดเยี่ยมมาก เรากำหนดให้ใช้คอนแทคเตอร์นี้เป็นมาตรฐานสำหรับการติดตั้งใหม่ทั้งหมดแล้ว" — ผู้จัดการฝ่ายปฏิบัติการ เจ้าของสินทรัพย์พลังงานแสงอาทิตย์

บทเรียนและคำแนะนำ

โครงการนี้มอบบทเรียนเชิงปฏิบัติหลายประการสำหรับผู้ดำเนินการโรงไฟฟ้าโซลาร์รายอื่น:

• ประเมินคอนแทคเตอร์จากต้นทุนตลอดอายุการใช้งานทั้งหมด ไม่ใช่ราคาต่อหน่วย ต้นทุนเริ่มต้นที่สูงกว่าของผลิตภัณฑ์ที่เชื่อถือได้จะถูกชดเชยด้วยการประหยัดจากความเสียหายและการสูญเสียการผลิต
• ให้ความสำคัญกับพิกัดด้านสิ่งแวดล้อม คอนแทคเตอร์ในสภาพแวดล้อม PV กลางแจ้งต้องการการปิดผนึกที่แข็งแรงและทนการกัดกร่อน หน่วยที่มีพิกัด IP20 นั้นไม่เพียงพอ
• กำหนดมาตรฐานให้ใช้คอนแทคเตอร์ยี่ห้อและรุ่นเดียวในทุกจุดติดตั้ง ซึ่งช่วยให้การสำรองอะไหล่ การฝึกอบรม และการแก้ไขปัญหาง่ายขึ้น

หากต้องทำโครงการซ้ำ ทีมงานจะสำรวจระดับแรงดันขดลวดตามสถานที่ต่าง ๆ ที่เก่ากว่าให้ละเอียดมากขึ้นก่อนสั่งซื้อ มีบางสถานที่ที่ต้องใช้หน่วยขดลวด DC ซึ่งไม่ได้รวมอยู่ในล็อตแรก ทำให้เกิดความล่าช้าสองสัปดาห์ บทเรียนนี้กลายเป็นส่วนหนึ่งของรายการตรวจสอบการจัดซื้อของบริษัทในตอนนี้

เอกสารอ้างอิง

IEC 60947-4-1. สวิตช์เกียร์และอุปกรณ์ควบคุมแรงดันต่ำ - ส่วนที่ 4-1: คอนแทคเตอร์และสตาร์ทเตอร์มอเตอร์ [S]. 2020.

IEC 60364-7-712:2017 การติดตั้งระบบไฟฟ้าแรงดันต่ำ — ส่วนที่ 7-712: ระบบจ่ายไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ PV [S]. 2017.