Comment un boîtier de combinaison DC+AC a réduit le temps d'installation solaire de 35 %

Contexte du client

Desert Sun Solar Installations, un entrepreneur solaire commercial basé en Arizona, installe des systèmes photovoltaïques et de stockage par batterie sur les toits des entrepôts et des commerces de détail du sud-ouest des États-Unis. L'entreprise réalise 15 à 20 projets chaque année, avec des tailles de système allant de 80 kW à 250 kW. Une équipe de 12 techniciens s'occupe de la conception, du montage, du câblage et de l'interconnexion au réseau. La productivité du travail affecte la rentabilité car la plupart des projets sont des contrats à prix fixe.

Défis liés aux boîtiers CC et CA séparés

Avant de passer au boîtier de combinaison industriel monophasé DC+AC Soutya 600 V 1 000 V 2 entrées 2 sorties, chaque projet nécessitait deux boîtiers séparés. Les techniciens ont installé un boîtier de combinaison CC à proximité du panneau solaire et un deuxième boîtier de distribution CA à proximité de l'onduleur ou du centre de charge. Les deux boîtiers nécessitaient un espace mural supplémentaire, des conduits séparés et une coordination minutieuse entre le câblage photovoltaïque et CA. En moyenne, chaque site a nécessité huit heures de travail supplémentaires pour le montage et l'interconnexion des deux boîtiers.

Des erreurs de câblage entre les sections DC et AC ont provoqué des défauts à la terre et des problèmes d'inversion de polarité, entraînant des reprises et des rappels. Au cours de la dernière année, ces problèmes ont ajouté environ 450 $ de coûts de retouche par projet et ont retardé la mise en service de deux jours sur 40 % des travaux. Les échecs d'inspection liés à la mise à la terre et à la séparation des conducteurs étaient fréquents, et les équipes ont dû démonter les conduits et remplacer les bornes mal étiquetées sur le terrain.

Pourquoi le boîtier de combinaison monophasé DC+AC Soutya ?

L'entreprise a évalué trois alternatives : un panneau sur mesure utilisant des disjoncteurs disponibles dans le commerce, deux boîtiers compacts d'un concurrent et le boîtier de combinaison monophasé DC+AC Soutya. Les boîtiers personnalisés nécessitaient un examen technique électrique et ne portaient pas les certifications nécessaires. La conception à deux boîtiers du concurrent utilisait toujours des chemins de roulement et des ouvertures murales séparés, de sorte qu'elle ne résolvait pas la cause profonde de la main d'œuvre supplémentaire.

Le boîtier Soutya combine une protection de chaîne CC et de circuit de dérivation CA dans un seul boîtier classé IP65. Sa configuration 2 en 2 sorties correspondait à la configuration système standard de l'entreprise, composée de deux chaînes CC alimentant un onduleur et une sortie CA. L'unité accepte une entrée de 600 V ou 1 000 V CC, couvrant les tensions de module utilisées dans l'ensemble du portefeuille de projets. Les dispositifs de protection contre les surtensions intégrés et les entrées à fusibles répondaient aux exigences des normes CEI 61643-11 et CEI 62548. La conception fermée simplifiait la mise à la terre, réduisait la longueur du conduit et éliminait le deuxième emplacement de montage.

Processus de mise en œuvre

La mise en œuvre a commencé par un projet pilote de deux semaines sur trois projets terminés. L'équipe a remplacé deux boîtes distinctes par une unité Soutya sur chaque site. Le montage a eu lieu à un seul endroit à proximité de l'onduleur. Les câbles CC et CA ont été acheminés vers les ports d'entrée dédiés et terminés sur les borniers étiquetés. Le bus de mise à la terre interne a réduit le travail de mise à la masse pour les mises à la terre CC et CA, qui constituaient la source la plus courante de violations d'inspection.

Un problème est apparu lorsqu'un inspecteur a remis en question la séparation entre les conducteurs CC et CA à l'intérieur d'une enceinte combinée. La documentation de Soutya comprenait les spécifications physiques des barrières et les lignes de fuite, et le boîtier a passé l'inspection sans modification. Après le projet pilote, l'entreprise a mis à jour sa conception électrique standard pour utiliser le boîtier Soutya sur chaque nouveau projet. L'équipe a également standardisé la disposition des entrées de câbles, ce qui a réduit le temps de scellement sur les installations sur les toits.

Résultats quantifiables

Les résultats ont été mesurés sur sept projets achevés au cours des deux premiers mois suivant le changement. Le temps moyen d'installation par site est passé de 31 heures à 20 heures, soit une réduction de 35 %. Les heures de travail pour le câblage ont diminué de 40 %, car les techniciens n'ont plus construit de conduits CC et CA séparés. Les reprises causées par des erreurs de câblage sont passées de cinq incidents au cours des sept travaux précédents à zéro.

Les économies de matériaux et de main d'œuvre ont totalisé 320 $ par site, ce qui représente plus de 10 000 $ par an pour le volume de projet de l'entreprise. Les retards de mise en service liés à l’installation des enceintes ont disparu. Le délai moyen entre le début de l'installation et l'interconnexion au réseau a été raccourci de deux jours, permettant à l'entreprise de réaliser un projet supplémentaire chaque trimestre.

Témoignage client

"Nous avons pris soin de mettre le courant continu et le courant alternatif dans la même boîte, mais l'unité Soutya a tellement simplifié nos installations que notre équipe le demande désormais pour chaque nouveau projet. Les erreurs de câblage que nous recherchions auparavant ont disparu." — Responsable des opérations, installations solaires Desert Sun

Leçons et recommandations

• Sélectionnez un boîtier de combinaison qui correspond à la tension du système et à la configuration des chaînes. La disposition 2 en 2 sorties de la boîte Soutya élimine le besoin de boîtes de jonction supplémentaires et réduit le nombre de composants sur chaque projet.
• Impliquez l’équipe d’installation dans l’évaluation pilote. Les retours sur l'accès aux terminaux et le routage des câbles ont permis une transition plus fluide et ont permis d'affiner la procédure d'installation standard.
• Consultez rapidement les codes électriques locaux pour connaître les exigences de séparation CC et CA dans une enceinte combinée. Le fait de disposer des schémas de câblage et de la documentation de conformité du fabricant a permis de raccourcir le processus d'inspection.

Si l'entreprise devait refaire le projet, elle commanderait le kit de presse-étoupe en option à Soutya pour réduire encore davantage le temps d'étanchéité sur les installations extérieures sur les toits. Le kit est conçu pour les dimensions du port d'entrée de la boîte et éliminerait le besoin d'adaptateurs personnalisés.

Références normatives

Cette installation suit les exigences de conception deCEI 62548:2016pour les panneaux photovoltaïques et les dispositions de protection contre les surtensions deCEI 61643-11:2011pour les systèmes CC basse tension.