Cómo una caja combinadora CC+CA reduce el tiempo de instalación solar en un 35%

Antecedentes del cliente

Desert Sun Solar Installations, un contratista solar comercial con sede en Arizona, instala sistemas fotovoltaicos y de almacenamiento de baterías en tejados para almacenes e instalaciones minoristas en todo el suroeste de Estados Unidos. La empresa completa entre 15 y 20 proyectos cada año, con tamaños de sistemas que oscilan entre 80 kW y 250 kW. Un equipo de 12 técnicos se encarga del diseño, el montaje, el cableado y la interconexión de la red. La productividad laboral afecta la rentabilidad porque la mayoría de los proyectos son contratos de oferta fija.

Desafíos con gabinetes separados para CC y CA

Antes de cambiar a la caja combinadora monofásica CC+CA de Soutya, 600 V, 1000 V, 2 entradas y 2 salidas, cada proyecto requería dos gabinetes separados. Los técnicos instalaron una caja combinadora de CC cerca del panel solar y una segunda caja de distribución de CA cerca del inversor o centro de carga. Las dos cajas exigieron espacio adicional en la pared, conductos separados y una cuidadosa coordinación entre el cableado fotovoltaico y de CA. En promedio, cada sitio requirió ocho horas de mano de obra adicionales para montar e interconectar las dos cajas.

Los errores de cableado entre las secciones de CC y CA provocaron fallas a tierra y problemas de polaridad inversa, lo que provocó retrabajos y devoluciones de llamadas. Durante el año pasado, estos problemas agregaron aproximadamente $450 en costos de retrabajo por proyecto y retrasaron la puesta en servicio dos días en el 40% de los trabajos. Las fallas de inspección relacionadas con la puesta a tierra y la separación de conductores eran comunes, y las cuadrillas tuvieron que desmantelar los conductos y reemplazar los terminales mal etiquetados en el campo.

¿Por qué la caja combinadora CC+CA monofásica de Soutya?

La empresa evaluó tres alternativas: un panel hecho a medida que utiliza disyuntores disponibles en el mercado, dos cajas compactas de un competidor y la caja combinadora monofásica de CC y CA de Soutya. Los gabinetes personalizados requerían una revisión de ingeniería eléctrica y no contaban con las certificaciones necesarias. El diseño de dos cajas del competidor todavía utilizaba conductos de rodadura y aberturas de pared separados, por lo que no solucionaba la causa fundamental de la mano de obra adicional.

La caja Soutya combina cadena de CC y protección de circuito derivado de CA en un solo gabinete con clasificación IP65. Su configuración de 2 entradas y 2 salidas coincidía con el diseño del sistema estándar de la empresa de dos cadenas de CC que alimentan un inversor y una salida de CA. La unidad acepta una entrada de 600 V o 1000 V CC, lo que cubre los voltajes del módulo utilizados en toda la cartera de proyectos. Los dispositivos integrados de protección contra sobretensiones y las entradas con fusibles cumplieron con los requisitos de IEC 61643-11 e IEC 62548. El diseño cerrado simplificó la conexión a tierra, redujo la longitud del conducto y eliminó la segunda ubicación de montaje.

Proceso de implementación

La implementación comenzó con una prueba piloto de dos semanas en tres proyectos completados. El equipo reemplazó dos cajas separadas con una unidad Soutya en cada sitio. El montaje se realizó en un único lugar cerca del inversor. Los cables de CC y CA se enrutaron hacia los puertos de entrada dedicados y terminaron en los bloques de terminales etiquetados. El bus de puesta a tierra interno redujo el trabajo de conexión de tierras de CC y CA, que habían sido la fuente más común de violaciones de inspección.

Un problema surgió cuando un inspector cuestionó la separación entre los conductores de CC y CA dentro de un gabinete combinado. La documentación de Soutya incluía especificaciones de barrera física y distancias de fuga, y la caja pasó la inspección sin modificaciones. Después del piloto, la empresa actualizó su diseño eléctrico estándar para utilizar la caja Soutya en cada nuevo proyecto. El equipo también estandarizó los diseños de entrada de cables, lo que acortó el tiempo de sellado en las instalaciones en tejados.

Resultados cuantificables

Los resultados se midieron en siete proyectos completados en los primeros dos meses después del cambio. El tiempo promedio de instalación por sitio se redujo de 31 horas a 20 horas, una reducción del 35%. Las horas de mano de obra de cableado se redujeron en un 40% porque los técnicos ya no construyeron tramos de conductos de CC y CA separados. El retrabajo causado por errores de cableado disminuyó de cinco incidentes en los siete trabajos anteriores a cero.

Los ahorros en material y mano de obra ascendieron a $320 por sitio, lo que suma más de $10 000 al año para el volumen de proyectos de la empresa. Los retrasos en la puesta en servicio relacionados con la instalación del gabinete desaparecieron. El tiempo promedio desde el inicio de la instalación hasta la interconexión a la red se redujo en dos días, lo que permitió a la empresa completar un proyecto adicional cada trimestre.

Testimonio del cliente

"Fuimos cautelosos al colocar CC y CA en la misma caja, pero la unidad Soutya simplificó tanto nuestras instalaciones que nuestro equipo ahora la solicita en cada nuevo proyecto. Los errores de cableado que solíamos perseguir han desaparecido". — Gerente de Operaciones, Instalaciones solares de Desert Sun

Lecciones y recomendaciones

• Seleccione una caja combinadora que coincida con el voltaje del sistema y la configuración de la cadena. El diseño de 2 entradas y 2 salidas de la caja Soutya eliminó la necesidad de cajas de conexiones adicionales y redujo el número de componentes en cada proyecto.
• Involucrar al equipo instalador en la evaluación piloto. La retroalimentación sobre el acceso a la terminal y el enrutamiento de cables condujo a una transición más fluida y ayudó a perfeccionar el procedimiento de instalación estándar.
• Revise los códigos eléctricos locales con anticipación para conocer los requisitos de separación de CC y CA en un gabinete combinado. Tener a mano los diagramas de cableado y la documentación de cumplimiento del fabricante acortó el proceso de inspección.

Si la empresa tuviera que rehacer el proyecto, pediría el kit de prensaestopas opcional de Soutya para reducir aún más el tiempo de sellado en instalaciones exteriores en tejados. El kit está diseñado para las dimensiones del puerto de entrada de la caja y eliminaría la necesidad de adaptadores personalizados.

Referencias de estándares

Esta instalación sigue los requisitos de diseño deCEI 62548:2016para conjuntos fotovoltaicos y las disposiciones de protección contra sobretensiones deCEI 61643-11:2011para sistemas CC de baja tensión.