ฝาครอบโปร่งใส GNB60 ลดเวลาตรวจสอบกล่องจ่ายไฟลง 50%

SolGrid O&M Services ซึ่งเป็นผู้รับเหมางานบำรุงรักษาโรงไฟฟ้าโฟโตโวลตาอิกในภาคใต้ของสเปน ดำเนินงานและบำรุงรักษาการผลิตไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์แบบกระจายขนาด 200 MW ทุกเดือน ช่างเทคนิคจะตรวจสอบกล่องจ่ายไฟแรงดันต่ำจำนวน 1,200 กล่องที่เชื่อมต่อวงจรสตริงกับอินเวอร์เตอร์ การตรวจสอบแต่ละครั้งต้องเข้าถึงบัสบาร์และเบรกเกอร์ภายในอย่างเต็มที่ ซึ่งหมายถึงการเปิดฝาเหล็กทึบแสงที่หนักและตัดวงจรไฟ ในเดือนพฤษภาคม 2023 SolGrid ได้เปลี่ยนฝาเหล่านี้เป็นฝาโปร่งใสแบบฝัง GNB60 จาก SINGI การเปลี่ยนแปลงนี้ช่วยลดเวลาการตรวจสอบลงครึ่งหนึ่ง ขจัดความสูญเสียจากการผลิตที่เกิดจากการตัดวงจรส่วนใหญ่ออกไป และปรับปรุงความปลอดภัยของพนักงาน

ใครเป็นผู้ใช้งานกล่องจ่ายไฟ?

SolGrid ไม่ใช่การไฟฟ้า แต่เป็นบริษัทผู้เชี่ยวชาญด้านการดำเนินงานและบำรุงรักษา ลูกค้าของบริษัทคือเจ้าของสินทรัพย์ที่ต้องการผลตอบแทนสูงสุดจากโรงไฟฟ้า PV ของตน SolGrid จ้างช่างเทคนิคภาคสนาม 34 คน และดูแลงานหลักสองอย่าง ได้แก่ การแก้ไขข้อขัดข้องเชิงรับและการบำรุงรักษาเชิงป้องกันตามกำหนดการ กล่องจ่ายไฟที่กล่าวถึงเป็นตู้แบบติดผนัง แต่ละกล่องบรรจุสวิตช์หลัก ฟิวส์ และขั้วต่อสำหรับตรวจสอบ กล่องเหล่านี้ติดตั้งภายนอกอาคารใกล้กับแผงโซลาร์ จึงต้องกันฝุ่น ฝน และความร้อนจัดได้อย่างมิดชิด

ก่อนการเปลี่ยนแปลง กล่องเหล่านี้มีประตูเหล็กมาตรฐานพร้อมปะเก็น ประตูทึบแสงและถูกล็อกปิดด้วยสลักหมุนสี่ส่วน เพื่อตรวจสอบเบรกเกอร์หรืออ่านมิเตอร์วัดแรงดัน ช่างเทคนิคต้องไขกุญแจปลดล็อกประตู ยันประตูไว้ขณะตรวจสอบชิ้นส่วนที่มีไฟฟ้า แล้วจึงปิดและล็อกกลับอีกครั้ง กระบวนการนี้ดูง่ายเมื่ออยู่บนกระดาษ แต่ภายใต้สภาพหน้างานกลับกลายเป็นจุดคอขวด

อะไรทำให้ฝาครอบกล่องจ่ายไฟแบบเก่าไม่เหมาะสม?

ปัญหาแรกคือเวลา แผงโซลาร์กระจายอยู่ทั่วพื้นที่หลายเฮกตาร์ และช่างเทคนิคอาจใช้เวลาถึง 12 นาทีต่อกล่อง ในการเปิด ตรวจสอบด้วยสายตา ทดสอบด้วยมัลติมิเตอร์ แล้วปิด เมื่อต้องตรวจสอบ 1,200 กล่องต่อเดือน การตรวจสอบจึงใช้เวลา 240 ชั่วโมง-คนต่อรอบ ปัญหาที่สองคือความเสี่ยง การเปิดฝาทึบแสงทำให้ช่างเทคนิคสัมผัสกับบัสบาร์ที่มีไฟฟ้าหากสวิตช์ยังไม่ถูกตัดวงจร มีรายงานเหตุการณ์เกือบเกิดอุบัติเหตุหลายครั้งในปีก่อนการปรับปรุง ประการที่สาม การเปิดฝาทำให้ระบบตรวจสอบกระแสไฟรั่วลงดินของอินเวอร์เตอร์ทำงาน เนื่องจากตัวอินเตอร์ล็อกประตูของกล่องไม่ได้เชื่อถือได้เสมอไป สิ่งนี้ทำให้เกิดสัญญาณเตือนผิดพลาดและการหยุดทำงานโดยไม่จำเป็น

SolGrid ได้ลองวิธีแก้ไขหลายวิธี ช่างเทคนิคของบริษัทได้ติดแผ่นอะคริลิกโปร่งใสปิดช่องเปิด แต่แผ่นเหล่านั้นไม่ได้ผ่านการปรับเสถียรภาพต่อรังสี UV จึงเหลืองหลังหกเดือน อีกความพยายามหนึ่งใช้หน้าต่างพลาสติกขนาดใหญ่ที่ยึดด้วยหมุดย้ำติดกับประตูเหล็ก แต่ปะเก็นรั่ว ทำให้น้ำเข้าไปถึงขั้วต่อได้ ไม่มีวิธีใดแก้ไขความขัดแย้งพื้นฐานระหว่างการมองเห็นกับการป้องกันได้

ทำไมพวกเขาจึงเลือกฝาครอบโปร่งใสแบบฝังเรียบ GNB60?

การตัดสินใจเกิดขึ้นหลังการเปรียบเทียบสามทางเลือก ได้แก่ (a) หน้าต่างอะคริลิกผลิตตามสั่ง (b) ฝาโลหะแบบบานพับที่มีช่องมองขนาดเล็ก และ (c) ฝาโปร่งใสแบบฝัง SINGI GNB60 ทางเลือกแรกมีราคาถูกแต่ยังไม่ผ่านการพิสูจน์ในสภาพกลางแจ้งที่มีรังสี UV ทางเลือกที่สองยังไม่สามารถมองเห็นชิ้นส่วนภายในได้เต็มที่หากไม่โน้มตัวเข้าไป ส่วน GNB60 นำเสนอแผงโพลีคาร์บอเนตใสพร้อมปะเก็นระดับ IP65 และรูปทรงแบบฝังเรียบที่ช่วยให้ช่างเทคนิคเห็นสถานะของสวิตช์และเบรกเกอร์ทุกตัวได้โดยไม่ต้องเปิดประตู

ผู้จัดการฝ่ายบำรุงรักษาของ SolGrid ได้ทดสอบฝาจำนวนสิบชุดที่ไซต์เดียวเป็นเวลาสามเดือน GNB60 ไม่แสดงอาการขุ่นมัวและระบายน้ำได้อย่างสะอาดในช่วงพายุฝน นอกจากนี้ การตรวจสอบด้วยกล้องความร้อนยังสามารถทำผ่านแผงโปร่งใสได้โดยไม่ต้องเปิดกล่อง ซึ่งช่วยลดความเสี่ยงจากอุณหภูมิสูงและอาร์กแฟลช

ฝาครอบ GNB60 ถูกติดตั้งดัดแปลงกับกล่องจ่ายไฟ 1,200 กล่องได้อย่างไร?

โครงการใช้เวลาสี่สัปดาห์ โดยช่างเทคนิคของ SolGrid เองเป็นผู้ติดตั้ง ขั้นตอนมีดังนี้:

• การตรวจสอบตัวอย่างบนกล่องสตริงสามกล่อง เพื่อยืนยันขนาดช่องเจาะฝาประตูและความเข้ากันได้ของปะเก็น
• การสั่งซื้อฝาครอบแบบเป็นชุดจำนวน 1,300 ชิ้น (รวมอะไหล่สำรอง 8%) เพื่อให้มั่นใจว่าสีสม่ำเสมอและค่าเผื่อการผลิตเป็นไปตามข้อกำหนด
• ในช่วงเวลาที่มีความเข้มแสงต่ำตามกำหนดการที่โรงไฟฟ้าสี่แห่ง ช่างเทคนิคได้ถอดฝาประตูเดิมออกและติดตั้งฝาครอบ GNB60 โดยใช้อุปกรณ์สแตนเลสที่จัดส่งมาให้
• การติดตั้งแต่ละจุดรวมถึงการตรวจสอบแรงบิดของสกรูฝาครอบและการทดสอบด้วยควันเพื่อยืนยันการซีล
• กล่องที่ดัดแปลงทั้งหมดถูกบันทึกในระบบ CMMS พร้อมรหัส QR ใหม่สำหรับการตรวจสอบแบบสแกนแล้วไป

ความยากเพียงอย่างเดียวคือการปรับความลึกของช่องเจาะสำหรับกล่องที่ผลิตโดยผู้จัดจำหน่ายรายต่าง ๆ SolGrid แก้ปัญหานี้โดยเพิ่มแผ่นรองยางหนา 2 mm บนกล่องที่มีขอบประตูตื้นกว่า แผ่นรองนั้นผ่านการทดสอบว่าไม่กระทบระดับการป้องกัน IP

ฝาครอบ GNB60 มอบการปรับปรุงที่วัดผลได้อย่างไรบ้าง?

หลังจากใช้งานหกเดือน SolGrid ได้เปรียบเทียบข้อมูลจากสองเดือนก่อนและหลังการดัดแปลง

• เวลาตรวจสอบต่อกล่องลดลงจาก 12 นาทีเหลือเฉลี่ย 5.5 นาที คิดเป็นการลดลง 54%
• การหยุดเดินเครื่องที่เกี่ยวข้องกับการแยกวงจรลดลง 82% เพราะช่างเทคนิคสามารถมองผ่านฝาครอบโปร่งใสก่อน และเปิดกล่องเฉพาะเมื่อจำเป็นต้องเข้าถึงขั้วต่อจริง ๆ
• ข้อเรียกร้องค่าไฟฟ้าที่สูญเสียจากเจ้าของที่เกิดจากการตรวจสอบลดลงจากประมาณ $36,000 ต่อปีเหลือ $4,000 ต่อปี
• ไม่มีการบันทึกการละเมิดความปลอดภัยในการทำงานกับอาร์กแฟลชใหม่ที่ไซต์ที่ดัดแปลง เทียบกับอุบัติเหตุเฉียดสามครั้งในปีก่อนหน้า
• สัญญาณเตือนเท็จที่เกิดจากความขัดข้องของสวิตช์ล็อกประตูหายไปทั้งหมด

โดยรวมแล้ว เวลาตรวจสอบที่ลดลงช่วยปลดปล่อยชั่วโมงทำงานของช่างเทคนิคได้ 6,240 ชั่วโมงต่อปี SolGrid ได้จัดสรรชั่วโมงเหล่านั้นใหม่ไปใช้ในการทำความสะอาดเชิงป้องกันและการตรวจสอบแรงบิด ซึ่งลดการเกิดซ้ำของข้อขัดข้องของอินเวอร์เตอร์ได้อย่างเห็นผล

ผู้จัดการฝ่ายปฏิบัติการกล่าวว่าอย่างไรเกี่ยวกับฝาครอบโปร่งใส?

“เรามองว่านี่เป็นเพียงการปรับปรุงความปลอดภัยเล็กน้อย” ผู้จัดการฝ่ายปฏิบัติการของ SolGrid กล่าว “แต่กลับกลายเป็นการยกระดับประสิทธิภาพการผลิตที่คุ้มค่าที่สุดของปี ตอนนี้ช่างเทคนิคสามารถสแกนสถานะวงจรทั้งหมดได้จากภายนอกกล่อง และเมื่อเราเปิดกล่องจริง สภาพแวดล้อมก็สะอาดและดูปลอดภัยอย่างเห็นได้ชัด”

ผู้ดูแลโรงงานรายอื่นสามารถเรียนรู้อะไรจากโครงการนี้ได้บ้าง?

ประสบการณ์ของ SolGrid มอบบทเรียนที่ชัดเจนบางประการ:

• ฝาครอบทึบแสงเป็นคอขวดที่ซ่อนอยู่ ผู้ปฏิบัติงานรายใดที่ต้องตรวจสอบอุปกรณ์จ่ายไฟบ่อยครั้ง ควรประเมินต้นทุนรวมของเวลาเปิด-ปิด ก่อนที่จะมองข้ามฝาครอบโปร่งใสว่าเป็นเพียงเรื่องความสวยงาม
• ตรวจสอบสมรรถนะการทนต่อรังสียูวีและสภาพอากาศก่อนนำทางเลือกที่ราคาถูกมาใช้ แผ่นอะคริลิกก่อนหน้าของ SolGrid เหลืองและไม่ยืดหยุ่นตามการขยายตัวทางความร้อน
• พิจารณาการใช้เทอร์โมกราฟี ความสามารถในการตรวจสอบจุดร้อนผ่านฝาครอบโปร่งใสเปลี่ยนแปลงกระบวนการทำงานด้านการบำรุงรักษา .

หาก SolGrid ทำอีกครั้ง จะตรวจสอบความลึกของช่องเจาะประตูบนกล่องของผู้จัดจำหน่ายทุกรายก่อนสั่งซื้อ แผ่นรองแบบง่ายแก้ปัญหาความไม่เข้ากันได้หนึ่งจุด แต่ทีมจะประหยัดเวลาได้หนึ่งสัปดาห์หากวัดกล่องทั้งหมดล่วงหน้าด้วยเครื่องสแกน 3D ในช่วงนำร่อง

เอกสารอ้างอิง

[1] IEC 62548:2016 อาร์เรย์โฟโตโวลตาอิก (PV) – ข้อกำหนดการออกแบบ

[2] Chen G, Mou X. Study on the coordination between MCB and RCBO in low-volt-level power distribution systems. Electrical Engineering, 2022.