TRANSFORMACJA ENERGETYCZNA W FIRMIE
JAK OPTYMALIZACJA ZUŻYCIA ENERGII PRZEKŁADA SIĘ NA OSZCZĘDNOŚCI

Konkurencyjność przedsiębiorstwa w dużej mierze wynika ze zdolności utrzymania kosztów produkcji na możliwie niskim poziomie. Na te koszty zaś składa się wiele czynników. Jednym z nich jest koszt energii elektrycznej, której udział procentowy w ostatnich latach istotnie się zwiększył. Oszczędności w tym zakresie mogą pochodzić z różnych źródeł. Rozpoczynając od transformacji energetycznej, polegającej na zastępowaniu coraz droższej energii pochodzącej z paliw kopalnych źródłami energii odnawialną, wymianą parku maszynowego na nowoczesne i oszczędne urządzenia, a kończąc na ciągłej optymalizacji posiadanych zasobów.

Właśnie na tym ostatnim elemencie warto się przez chwilę skupić, bowiem bywa on często zaniedbywany w gąszczu codziennych operacji przedsiębiorstwa. Aby zobrazować to zagadnienie posłużymy się przykładem pewnej niedużej firmy, zatrudniającej około 30 osób, gdzie praca odbywała się na około 20 stanowiskach komputerowych, na hali montażowej, wyposażonej jedynie w ręczne elektronarzędzia, gdzie pracuje 5 osób oraz posiadającej niewielką serwerownię oraz agregat wody lodowej na potrzeby układu klimatyzacji pomieszczeń biurowych.

Przy okazji renegocjacji warunków umowy na dostawy energii elektrycznej zarząd firmy zwrócił uwagę na wysokie koszty opłat z energię bierną pojemnościową, który stanowił około 25% wartości miesięcznego rachunku za prąd. Z prostego przeglądu i analizy zainstalowanych urządzeń nie można było jednoznacznie stwierdzić co generuje aż ok. 1100 kVArh w każdym miesiącu, szczególnie, że rozdzielnia budynku na etapie budowy w 2007 roku została wyposażona w baterię kondensatorów.

Firma zdecydowała się na instalację w rozdzielni analizatorów sieci SIEMENS PAC 3200. Zostały one podłączone do systemu SPY FACTORY, który na bieżąco zapisywał pomiary sieci. Przez około 2 miesiące analizowano zbierane dane i nakładano na nie informacje dotyczące pracy pozostałych odbiorników prądu w firmie.

W wyniku tej analizy sformułowano kilka wniosków dotyczących funkcjonowania sieci elektrycznej:

• Nierównomierne obciążenie faz.
• Obciążenie pojemnościowe generowane przez uszkodzone urządzenie UPS.
• Niesymetryczne zniekształcenia THD z fazą wiodącą odpowiedzialną za 90% obciążenia pojemnościowego.
• Okresowość zwiększenia i zmniejszenia występowania problemów w dzień i w nocy.

Ponieważ największym odbiorem energetycznym w firmie są klimatyzatory, do porównania wartości sprzed modernizacji z tymi po modernizacji serwerowni, która odbyła się 1 sierpnia 2023, wybrany został roboczy dzień 10 lipca 2023 o podobnej średniej temperaturze (ok. 25°C) oraz 16 sierpnia 2023 gdzie średnia temperatura wynosiła ok 28°C. Pozwoliło to na przeprowadzenie wiarygodnej analizy oraz korzyści wynikających z implementacji systemu SPY FACTORY w zakresie opomiarowania energii elektrycznej.

Jakie podjęto działania optymalizacyjne:

• Rozpoznanie i usunięcie wadliwego urządzenia UPS (koszt porównywalny do półrocznej opłaty za pobieraną przez nie moc pojemnościową).
• Przeprojektowanie układu zasilania największego ciągłego odbioru, czyli serwerowni pracującej 24 godziny, 7 dni w tygodniu.
• Symetryzacja faz poprzez zmianę punktów zasilania niektórych urządzeń oraz komputerów biurowych pracujących podczas dnia.
• Optymalizacja i wymiana części nieefektywnych energetycznie urządzeń teletechnicznych (przykładowo wymiana przełączników sieciowych i ich oprzyrządowania to oszczędność rzędu 800W ciągłego poboru mocy, czyli około 600kWh miesięcznie).

Pierwsze co można zauważyć na tym porównaniu, to większe zrównoważenie faz po modernizacji, jak również ogólne obniżenie mocy pobieranej.

Tu również widać większe zrównoważenie faz, a przede wszystkim znaczące zmniejszenie poboru mocy biernej pojemnościowej (wartości ujemne na wykresie z 10.07.23).

Ponieważ energia bierna pojemnościowa ma ujemny znak, licznik interpretuje to jako zwrot energii biernej. W tabelach widać, że pomimo sumarycznie podobnego zużycia mocy czynnej, wymiana osprzętu na nowszej generacji pozwoliło zaoszczędzić blisko 13kVarh w ciągu zaledwie 8 godzin.

Jak wynika z powyższego opisu ciągła rozbudowa zakładu lub biura wymaga stałego nadzoru, ponieważ każdy nowy element wprowadza zakłócenia do instalacji, która została wcześniej zoptymalizowana.

Taki właśnie nadzór umożliwia wdrożony system SPY FACTORY. System umożliwia nie tylko rejestrację pomiarów w czasie rzeczywistym, ale także daje możliwość ustawienia progów alarmowych dla wybranych parametrów, których przekroczenie może być komunikowane wybranej grupie użytkowników za pomocą e-maila i wiadomości SMS.

Dodatkowo system umożliwia opomiarowanie innych mediów, niezbędnych do produkcji, takich jak gaz, woda, sprężone powietrze i stworzenie systemu ciągłego doskonalenia energetycznego.