Systemy monitoringu zużycia energii - Zwiększanie efektywności energetycznej krok po kroku

Od kilkunastu już miesięcy nie tylko osoby prywatne, ale i właściciele firm oraz osoby odpowiedzialne za finanse przedsiębiorstw nerwowo spoglądają na liczniki zużycia prądu elektrycznego, z niepokojem analizują faktury od jego dostawców, a jednocześnie z obawą śledzą medialne doniesienia na temat cen energii.

2019-07-30 10:10:11

Systemy monitoringu zużycia energii
Zwiększanie efektywności energetycznej krok po kroku

Od kilkunastu już miesięcy nie tylko osoby prywatne, ale i właściciele firm oraz osoby odpowiedzialne za finanse przedsiębiorstw nerwowo spoglądają na liczniki zużycia prądu elektrycznego, z niepokojem analizują faktury od jego dostawców, a jednocześnie z obawą śledzą medialne doniesienia na temat cen energii. Wszyscy eksperci są zgodni, jest i będzie coraz drożej. Dla wielu firm i instytucji problem staje się bardzo poważny, w znaczącym stopniu zwiększając koszty działalności i przyczyniając się do przekraczania budżetów.

Sytuacja jest szczególnie trudna w branży przemysłowej, przede wszystkim w tych jej obszarach, które są szczególnie energochłonne. Koszty rosną, spada opłacalność i zyski, co negatywnie przekłada się również na ceny produktów – czego skutki odczuwają konsumenci i cała gospodarka. Konieczne staje się podjęcie przeciwdziałania. Na spadek cen, lub nawet tylko zatrzymanie podwyżek, liczyć nie można. Jedyną możliwością jest zmniejszenie zużycia energii elektrycznej, a droga do tego wiedzie przez zwiększanie efektywności energetycznej. Jak się do tego zabrać?

Wstępna analiza

Zanim przejdziemy do dalszych, bardziej ambitnych kroków, takich jak audyty energetyczne i poważne inwestycje, warto przyjrzeć się kilku podstawowym, można powiedzieć – przyziemnym elementom. Takim pierwszym krokiem może być dokładne przeanalizowanie faktur za energię elektryczną, wystawianych przez naszego dostawcę. Krok taki ma sens w przypadku firm mniejszych i średnich, które nie mają specjalnych warunków cenowych (wynikających np. z bezpośredniego kontraktowania energii poprzez giełdy energetyczne) i korzystają ze standardowych ogólnodostępnych taryf z oferty dostawców.

Analiza kosztów zakupu prądu na tak podstawowym poziomie może oczywiście nie przynieść spektakularnych rezultatów, ale pozwala na weryfikację, czy prawidłowo została wybrana taryfa oraz czy optymalny jest dobór zamówionej w umowie mocy. Może okazać się, że przepłacamy za prąd już na takim podstawowym poziomie, płacąc za moc, której nie wykorzystujemy. Możliwa jest również sytuacja odwrotna, w której przekraczamy ustalony w umowie limit, co też skutkuje zwiększeniem kosztów. Kontrola rachunków pozwala także stwierdzić, czy stosowana taryfa jest dobrze dopasowana do specyfiki przedsiębiorstwa. Zwykle inna taryfa będzie optymalna w przypadku pracy całodobowej, a inna – gdy pracujemy na jedną lub dwie zmiany.

Z drugiej strony – konfrontacja wybranej taryfy ze sposobem działania danego podmiotu (np. czy dana firma pracuje w systemie trójzmianowym, czy może na jedną zmianę, itp.) pozwala na wstępną ocenę tego, czy dana taryfa jest dobrana poprawnie. Zdaniem ekspertów, optymalizując moc umowną oraz taryfę, można nierzadko uzyskać oszczędności rzędu 10–15%, i to zanim zaczniemy mówić o jakichkolwiek inwestycjach.

Ku większej efektywności energetycznej

Czym w ogóle jest efektywność energetyczna? Pojęcie to jest precyzyjnie zdefiniowane w ustawie o efektywności energetycznej, uchwalonej w maju 2016 roku. Definicja głosi, że efektywnością energetyczną nazywamy „stosunek uzyskanej wielkości efektu użytkowego danego obiektu, urządzenia technicznego lub instalacji, w typowych warunkach ich użytkowania lub eksploatacji, do ilości zużycia energii przez ten obiekt, urządzenie techniczne lub instalację, niezbędnej do uzyskania tego efektu”. Ten nieco zawiły zapis niesie ze sobą prostą i oczywistą treść: im więcej zużywamy prądu dla osiągnięcia określonych rezultatów, tym efektywność energetyczna jest mniejsza, natomiast poprawiamy ją, zmniejszając to zużycie. W całym tym efektywnościowym temacie chodzi więc po prostu o znalezienie i wdrożenie w życie sposobów zmniejszenia zużycia energii elektrycznej, w taki jednak sposób, aby nie wpłynęło to na pogorszenie uzyskiwanych wyników. W efekcie powinniśmy uzyskać dwie podstawowe korzyści: pierwszą i najbardziej wymierną jest zmniejszenie kosztów działalności, wprost przekładające się na osiągane zyski. Drugą natomiast, bardziej długofalową, trudniej dostrzegalną, jest pozytywny wpływ na środowisko naturalne.

Zwiększanie efektywności energetycznej przedsiębiorstwa powinno być dobrze zaplanowanym procesem. Działania akcyjne czasem mogą przynieść doraźną korzyść, ale tylko czasem, poza tym może być ona krótkotrwała. Racjonalne optymalizowanie zużycia energii wymaga przemyślanego działania krok po kroku. Proces taki zwykle może składać się z następujących etapów:

  1. Audyt energetyczny i eksperckie doradztwo;
  2. Przygotowanie planu poprawy efektywności, uwzględniającego rezultaty audytu;
  3. Wdrożenie zaplanowanych zmian, realizacja niezbędnych inwestycji;
  4. Weryfikacja osiągniętych efektów, ocena skuteczności podjętych działań.

Warto podkreślić, że w idealnej sytuacji proces ten powinien mieć charakter cykliczny. Po weryfikacji osiągniętych rezultatów warto powrócić do punktu nr 2, gdzie możemy zmodyfikować przyjętą strategię efektywnościową lub zaplanować kolejne etapy działań optymalizacyjnych, jeżeli tylko byłyby one opłacalne. Warto na tym etapie rozważyć wdrożenie w przedsiębiorstwie normy ISO 50001, która opisuje procesy zarządzania energią i ciągłego doskonalenia w tym zakresie.

Audyt

Aby poważnie myśleć o znaczącej poprawie efektywności energetycznej w przedsiębiorstwie, konieczne jest skorzystanie z usług ekspertów i doradców, którzy przeprowadzą profesjonalny audyt energetyczny, a następnie pomogą opracować plan działań optymalizacyjnych. Ustawa o efektywności energetycznej z maja 2016 roku nakłada na duże firmy obowiązek przeprowadzenia audytu obejmującego obszar odpowiedzialny za  co najmniej 90% zużycia energii. Przez duże firmy należy tu rozumieć przedsiębiorstwa zatrudniające 250 lub więcej pracowników lub mające ponad 50 mln EUR obrotu rocznego. W ramach audytu realizowane są inwentaryzacje obiektów i infrastruktury, wizje lokalne, szczegółowe pomiary techniczne, analiza dokumentacji i procesów, a także analiza istniejących planów rozwoju. Mniejsze firmy nie mają takiego obowiązku, ale firmy doradcze mogą zaoferować im badania nieobowiązkowe, obejmujące dowolnie wybrany zakres i szczegółowość.

Najważniejszym rezultatem audytu jest raport końcowy, który powinien zawierać nie tylko wynik badania oraz suchy opis stanu bieżącego, ale również realne rekomendacje dla przedsiębiorstwa. Profesjonalnie przygotowany raport może być potraktowany jako gotowy plan zmian i działań optymalizacyjnych albo przynajmniej jako solidna baza do opracowania takiej strategii. Nawet w przypadku audytów obowiązkowych rekomendacje audytorów nie są w żaden sposób wiążące, ale informacje zgromadzone w raporcie powinny w jasny sposób pomagać osobom decyzyjnym w decydowaniu o podjęciu inwestycji. Raport powinien precyzyjnie określać możliwe do podjęcia działania optymalizacyjne oraz ich potencjalne efekty. W połączeniu z wiedzą o koniecznych do poniesienia kosztach pozwala to określić opłacalność zmian i ewentualny czas, w jakim one się zwrócą.

Monitoring zużycia energii

Jedną z rekomendacji, wynikających z audytu, może być zalecenie wdrożenia inteligentnego systemu monitoringu i zarządzania energią, dzięki któremu będzie można na bieżąco śledzić zużycie energii, a także oceniać efekty innych podejmowanych działań optymalizacyjnych.

Wspomnieliśmy wyżej, poruszając temat optymalizacji mocy umownej, że zdarzyć się może sytuacja, w której zamówiona moc będzie zbyt duża, a tym samym koszt energii będzie niepotrzebnie zawyżony. W praktyce napotykamy tu na pewien problem: skąd czerpać informację o rzeczywistym zapotrzebowaniu na moc? Dystrybutorzy najczęściej nie podają na fakturach takiej informacji. W takiej sytuacji musimy sami zadbać o niezbędne dane. Zapewnić nam je może system monitoringu zużycia energii. Dzięki niemu możemy nie tylko precyzyjnie określić optymalny poziom mocy zamówionej czy dobrać optymalną taryfę z oferty dostawcy. Zbierane dane umożliwiają przede wszystkim bieżące kontrolowanie zużycia energii oraz wyszukiwanie obszarów, w których możliwa i wskazana jest optymalizacja.

Typowe zadania realizowane przez systemy monitoringu to:

  • zbieranie danych o zużyciu energii w poszczególnych obszarach energetycznych,
  • bieżąca kontrola kosztów,
  • szybkie reagowanie na awarie i anomalie,
  • prezentowanie wszystkich danych w postaci czytelnych raportów lub prostych wskaźników KPI (Key Process Indicators), pozwalających na szybkie zorientowanie się w aktualnej sytuacji (czy jest ona dobra, czy zła),
  • proponowanie działań optymalizacyjnych lub naprawczych,
  • inteligentne sterowanie zużyciem energii.

Jednym z ciekawszych rozwiązań z zakresu monitoringu zużycia energii jest system EnVidis, zaprojektowany w polskiej firmie ASTOR. Na jego przykładzie możemy zobaczyć, jak zbudowane są i jak działają tego rodzaju narzędzia. EnVidis potrafi zbierać w czasie rzeczywistym wyniki pomiarów energetycznych z całego zakładu lub jego części, a następnie rejestruje je i udostępnia do analizy.

Kluczowym elementem systemu jest rozbudowana, ale prosta w obsłudze aplikacja wizualizacyjna. Zbiera ona dane z dostępnych w zakładzie urządzeń pomiarowych (obsługiwane są wszystkie popularne przemysłowe interfejsy i protokoły komunikacyjne), mierzących zużycie nie tylko energii elektrycznej, ale także przepływu i ciśnienia wody, gazu oraz innych mediów. Wszystkie te dane mogą być rejestrowane w scentralizowanym systemie i wykorzystywane do analizowania zużycia mediów w czasie oraz poszukiwania obszarów, w których możliwe jest obniżenie kosztów.

System EnVidis umożliwia między innymi:

  • optymalizację mocy umownej – dzięki stałemu monitorowaniu zużywanej energii, a także funkcji „strażnika mocy”, która natychmiast informuje o przekroczeniu limitu mocy umownej,
  • optymalizację taryfy energetycznej – dzięki możliwości przeanalizowania danych o zużyciu energii w dowolnych okresach czasu, a w szczególności w dłuższym horyzoncie czasowym,
  • monitorowanie zużycia prądu przez maszyny i urządzenia – co ułatwia szybkie wykrywanie awarii, a także – ponownie – pozwala na określenie potencjału optymalizacji w poszczególnych obszarach,
  • obliczanie i raportowanie rzeczywistych kosztów energii zużytej w poszczególnych obszarach przedsiębiorstwa i przez poszczególne urządzenia, z uwzględnieniem parametrów takich, jak limit mocy, koszty jednostkowe energii i taryfa,
  • monitorowanie dystrybucji energii elektrycznej w zakładzie, a w konsekwencji wykrywanie potencjalnych strat energii,
  • zdalny dostęp do wszystkich danych z dowolnego urządzenia (nawet smartfona) i dowolnego miejsca.

Oprócz samej aplikacji wizualizacyjnej w skład systemu wchodzą również specjalnie zaprojektowane urządzenia pomiarowe, które mogą być łączone za pomocą sieci Ethernet. Dzięki nim możemy zbudować rozproszony i skalowalny system monitoringu energii elektrycznej i innych mediów, który umożliwia sprawne zbieranie danych pomiarowych i rejestrowanie ich w centralnej bazie danych. Moduły te dostępne są w trzech wersjach:

  • EnVidis Starter – wyposażony w prosty panel operatorski, realizuje monitoring w czasie rzeczywistym, kontroluje stan sieci i stan pracy urządzeń, zbiera dane pomiarowe. Posiada funkcje alarmowania,
  • EnVidis Optimum – wyposażony w zaawansowany panel operatorski, umożliwia rejestrowanie danych pomiarowych i ich podstawową analizę. Wyposażony jest w podstawowy system raportowy oraz funkcję „strażnika mocy”. Może być rozszerzany przez podłączenie (za pośrednictwem Ethernetu) urządzeń EnVidis Starter,
  • EnVidis Expert – wyposażony w kolorowy panel operatorski umożliwiający pełną wizualizację i analizę historyczną zebranych danych, a także rozbudowany system raportowania. Można go rozszerzać przez podłączenie (za pośrednictwem Ethernetu) urządzeń EnVidis Starter i Optimum,

Podsumowanie

Podnoszenie efektywności energetycznej nie jest wyzwaniem jednorazowym, ale raczej procesem ciągłego doskonalenia, wymagającym nieustannego mierzenia zużycia energii i weryfikowania osiąganych rezultatów. Nieodzownym wsparciem dla tego procesu są systemy monitorowania, które pozwalają szczegółowo te rezultaty mierzyć. Dzięki nim możemy posiadać szczegółowe informacje o tym, gdzie i ile energii jest zużywane, jak jest ona dystrybuowana i gdzie tracona. Na tej podstawie można podejmować dalsze działania optymalizacyjne i dzięki temu cyklicznie podnosić efektywność energetyczną, a tym samym obniżać koszty.


Autor: Mateusz Pierzchała

Redaktor prowadzący SUR

partnerzy
  • Tsubaki
  • Schmersal
  • Albeco
  • Expo Silesia
  • Rittal
  • Ecol
  • NSK
  • Colt International
  • HI VIB
  • ISL
  • Karcher
  • BTC AG
  • MADevice
  • Conrad
  • Lobo Solutions
  • Pilz
  • EMTSystems
  • Hansford Sesnsors
  • EURO Pro Group
  • HF Inverter
  • Pruftechnik Wibrem
  • Lotos Oil
  • Heico
  • AS Instrument
  • Finder
  • GT85
  • SEW Eurodrive
  • Tribotec
  • Parker Hanifin
  • Exxon Mobil
  • Orlen Oil
  • Lean Action Plan
  • Cold Jet
  • Cert Partner
  • NTN SNR
  • Efaflex
  • VIMS
  • TEST Systemy Uszczelniajace
  • ABUS
  • Amargo
  • Hormann
  • Elokon
  • BalticBerg
  • Apator
  • SSI Schaefer
  • Elmodis
  • Nowimex
  • FESTO
  • Staubli
  • Habasit
  • Queris
  • CC JENSEN
  • Protekt
  • Flir
  • ZETO
  • Elesa Ganter
  • Cantoni
  • Tubes
  • Sternet
  • TQM Soft
  • IGUS
  • Berendsen
  • Optibelt
  • Ingersoll Rand
ZNAJDŹ NAS: