Csúcsterhelés megelőzése

Amikor az ipari cégek túllépik azt a teljesítményhatárt, amit az energiaszolgáltatójuk biztosít, az meglehetősen sokba kerül. Akkor mit lehet tenni? Kiáltsuk azt, hogy “Állj!” és állítsuk le a berendezést? Természetesen, nem. Tudjon meg többet arról itt, hogy a gyártó cégek hogyan használják az úgynevezett csúcskiegyenlítést ahhoz, hogy megelőzzék a nagymértékű csúcsterhelést, csökkentsék az energiaköltségeiket és megalapozzanak egy hosszú távú energiagazdálkodást.

Amikor az elektronikai mérnöki tevékenység során szóba kerül a csúcskiegyenlítés, a figyelem a csúcsterhelésre összpntosul, hiszen ez meglehetősen sokba kerül a cégeknek. Még a kisebb vagy közepes vállaltok esetében is ez az összeg nagyon hamar akár 50,000 euro is lehet – amit aztán a teljes évre vonatkozóan ki kell fizetni. Ezért van az, hogy olyan stratégiákat próbálnak kidolgozni, amelyek elkerülhetővé teszik ezeket a terheléseket. Norbert Kordes Kabel, egy vezetékgyártó Alsó-Szászországból, szintén osztozik ezen a véleményen és a WAGO-val együttműködve dolgozik azon, hogy lefedje a csúcsteljesítményeket.

A Norbert Kordes Kabel und Leitungen GmbH u. Co. KG kifejlesztett egy hatékony és ugyanakkor egyszerű megoldást, ami a WAGO PFC200 vezérlőn alapul. Ezen kívül most már a berendezésekbe és a gyártási területekre olyan mérési technológiát építettek be, ami az összegyűjtött adatok alapján az energiahatékonyság területén hosszú távú fejlesztéseket tesz majd lehetővé. A vezérlő programozásához a WAGO felhasználóbarát CODESYS mérnöki eszköze került alkalmazásra.

Lassítás időben – hirtelen fékezés helyett

“Érdemes közelebbről is szemügyre venni.” -mondja Andre Wächter, a Norbert Kordes Kabel Katlenburg-Lindau-ban lévő telephelyének villanyszerelője. Karbantartási vezetőként fő feladata a fogyasztás nyomon követése a legapróbb részletekre kiterjedően a termelés valamennyi részlegénél annak érdekében, hogy az energiahatékonysági méréseket célzottan meg tudja tervezni.

Az a fogyasztás (kilowatt-óra mértékegység) és csúcsterhelés, ami hirtelen jelenik meg a fogyasztás növekedése során, az alsóbb szintekre is hatással van. Különösen egy előre nem tervezett “átfutó manőver” a fogyasztás növekedése során a költségeket tekintve nagyon hamar ötszámjegyű összeget eredményezhet. Éppen ezért a WAGO segítségével Wächter egy olyan rendszert épített be, amelyik egy tengerjáró hajó vezérlőrendszeréhez hasonlít. Ezzel be lehet húzni a féket, mielőtt a költségek túl magasra szöknének.

A megállapodásban rögzített tápellátás túllépése – számítási példa

Néhány szám elegendő ahhoz, hogy elképzelésünk legyen arról, mekkora lehet a csúcsterhelések kültsége. A Kordes Kabel regionális energiaellátója kilowattonként (kW) kb. 120 eurót számol fel azoknak a cégeknek, akiknek saját középfeszültségű tápellátásuk van (ide tartozik a Kordes Kabel is), valamint éves szolgáltatói szerződés alapján több, mint 2,500 órát vesznek igénybe.

Ha a Kordes Kabel akár csak egy 15 perces mérési intervallummal is túllépné az előre meghatározott kapacitási limitet, akkor minden egyes további kW 120 euróval növelné meg a fogyasztás költségét. A rövidtávon történő termelés növekszik, ami 300 kW-nál szükségessé teszi egy közepes méretű főmeghajtóra való átkapcsolást, így ez a vállalatnak a teljes évre vonatkoztatva 36,000 euróba kerülne. A nem kívánatos csúcsok így potenciálisan bármelyik termelésre vonatkozó számítást megcáfolhatnak.

A végkövetkeztetés tehát az, hogy a rendszerbe történő olyan befeketetések, amelyek segítenek a csúcsterhelés kiegyenlítésében, a legelső pillanattól kezdve megtérülnek. “Azonban ahhoz, hogy ezt meg tudjuk csinálni, tudnunk kell, hol avatkozzunk közbe.” -magyarázza Wächter. A nyugati Harz-hegység lábánál lévő vezetékgyártó az energia nagy részét az úgynevezett nyers húzásra használja – ami az első lépés a vezeték húzásakor. Ez a feldolgozás egy olyan rendszeren alapul, amelyik a 8 milliméter vastag réz rudat a kívánt keresztmetszetre csökkenti a hideg megformálási módszer segítségével, folyamatosan szűkülő húzó lemezek használata révén.

Mielőtt a rézvezetéket burkolt vezetékké (NYM) alakítanák, a huzalt rövidzáras árammal ellenállási hőkezelés során hajlékonnyá teszik. Ez 900 kW-os kimenetet jelent, a húzórendszer motorja pedig 700 kW-ot használ. Egyéb tényezők is figyelemreméltó terhelést eredményeznek, beleértve a huzalok szigeteléséhez történő nyújtást és a vezetékek kialakításának befejezését, ami pl. magában foglalja a csomagolásnál a zsugorító kemencék működését is. “Meglehetősen sok van belőlük, mindegyik 45 kW-os kimenettel rendelkezik. Ha mindegyiket egyszerre fűtjük fel, akkor nagyon hamar elérjük az 1860 kW-os terhelési kapacitásunkat.” - magyarázza Andre Wächter.

A kimeneti teljesítmény fokozatos csökkentése

Ha ez megtörténik, az energiafelhasználást négy szinten lehet csökkenteni anélkül, hogy a teljes termelési területet le kellene állítani. A WAGO PFC200 vezérlő a nyers húzást biztosító motor kimeneti teljesítményének csökkentését teszi lehetővé 70 kW-os növekedés esetén. “Le tudom lassítani a nyers húzást anélkül, hogy veszélyeztetném magát a folyamatot vagy minőségi változást idéznék elő a huzalban. A préselés esetében ez nem lenne egyszerű, mert ennek a folyamatnak megszakítás nélkül kell zajlani.” - mondja a karbantartásért felelős vezető. Mivel a huzal préselése és nyújtása szétválasztható a Kordes Kabel-nél, a csúcsterhelést elég csak az egyik területen figyelni, míg a másik területet el lehet látni az átmeneti tárolóból. Ezt a módszert nem lehetne megvalósítani az olyan rendszerek esetében, ahol a teljes vezetékgyártás (a húzástól a préselésig) egyetlen folyamat során megy végbe.

A részletes mérési értékek hozzájárulnak az energiahatékonysághoz

A WAGO-val megvalósított rendszer elég érzékeny ahhoz, hogy korán beazonosítsa és rögzítse a kontrolláláson kívül eső terheléseket. “Ebben az esetben bizonyos intervallumonként célzott módon lekapcsoljuk a rendszert. Így 14 perc elteltével nem kell lefékezni mindent és nem kell a teljes rendszert leválasztani a főágról.” A WAGO-nál történt CODESYS mérnöki szoftver használatával kapcsolatos rövid képzés elvégzése után, Wächter saját maga írt egy programot ahhoz, hogy meg tudja határozni, hol kellene megjelenniük a figyelmeztető jeleknek és részletesen meg tudja nézni a szükséges beavatkozásokat.

A Katlenburg-Lindau-ben lévő telephely kb. 100 méteres körzetből gyűjt adatokat, miközben a komplex gépeknél és a berendezések egyes részeinél történt méréseket egyaránt figyelmbe veszi. “Például minden egyes préselőt külön-külön megnézünk és az alrendszereknek megfelelően léptetünk ki egyet.” Ez az egyetlen módja annak, hogy megnézzük, vajon egy terület hatékonyságának növelése más helyeken csökkenést eredményez-e. Ha a teljes rendszert csak felületesen tekintenénk át, akkor a legtöbb változási részletet figyelmen kívül hagynánk és ez a kiadott költséget nagymértékben érintené.

Egyazon rendszer a csúcsmenedzsmenthez és az energiahatékonysághoz

Következésképpen a WAGO PFC200-as rendszer alkalmas arra, hogy megbecsüljük, vajon az energiahatékonyság növeléséhez szükséges mérések eredményesek-e. “Ennek a technológiának a beépítése két módon is kifizetődött nekünk. Megakadályozzuk a költséges túlterhelést, ugyanakkor azokra a területekre is betekintést nyerünk, ahol a leghatékonyabban tudunk energiát spórolni.” - hangsúlyozza Andre Wächter.

Azok számára, akik energiahatékonysággal foglalkoznak, fontos, hogy olyan megoldást találjanak, amelyet tudnak alkalmazni a vállalatnál, ugyanakkor szabadon is programozható. “Mi magunk akarjuk meghatározni, hogy a mérések részleteikben hogyan nézzenek ki.” Az CODESYS-ben lévő előgyártott modulok használatával a funkcionalitás korlátozása nélkül lehet dolgozni. Az egységes fekete-doboz rendszerek sokkal merevebbek. “A legtöbbjük összeadja a terheléseket, majd a küszöbérték elérése után lekapcsolnak. Ehelyett mi fokozatosan és pontosan tudunk lelassítani.”

Az energiagazdálkodás fontossága

A Norbert Kordes Kabel und Leitungen GmbH & Co. KG. vállalatnál az eredményeket a dolgozókkal is megosztják. “Rendszeresen közzéteszem az eredményeket azzal kapcsolatban, hogy mennyi energiát fogyasztunk.” - mondja Andre Wächter. Az adatgyűjtés annyira részletekbe menő, hogy a fogyasztási adatokat az egyéni műszakokkal és a gyártott termékekkel is összefüggésbe lehet hozni.

Ezért Andre Wächter azt tervezi, hogy a PFC200-hoz is elküldi a termelési adatokat. Egy merev háttérrel szemben fog történni az elemzés, mivel az Építési Termék Rendelet új előírásokat tartalmaz a vezetékekre vonatkozólag. Egy példa ezek közül: A Norbert Kordes Kabel und Leitungen GmbH u. Co. KG vállalat tapasztalatai alapján az égésálló műanyagok megnövekedett használata sokkal nagyobb energiafogyasztást igényel a gyártás során, ami a gyártott vezetékek tonnánkénti energiafogyasztását folyamatosan növeli.

Az ISO 50001 kritériumainak való megfelelés

Az adatok áttekinthetőségének szükségességét a gazdasági tényezők – összefoglalóan gyártási költségek – és az ISO 50001 alkalmazása is indokolja. “Be kell bizonyítanunk, hogy spórolunk. Ezért nem helytálló, hogy az energiafogyasztást pusztán a teljes mennyiséggel hozzuk kapcsolatba, hiszen minden egyes terméknek saját energiaprofilja van.”

Összegzés

A PFC200-as vezérlő a WAGO CODESYS mérnöki szoftverrel kombinálva lehetővé teszi a felhasználó számára, hogy a termelés során a terhelési eloszlásokat könnyen elemezni tudja, valamint a költségek függvényében harmonizálni tudja őket. Az egyszerűen integrálható rendszer nyitottsága lehetővé teszi a felhasználó számára, hogy a saját igényeit és számításait is beépítse. A beruházás tulajdonképpen elhanyagolható a csúcsterhelés megelőzésével nyert megtakarításokhoz képest.

Szöveg: Lukas Dökel | WAGO
Fotók: Thorsten Sienk

Termékáttekintés

Az Ön kapcsolattartója a WAGO-nál

További lehetőségek:

Ami még érdekelheti

Fejlődés a WAGO-val

A WAGO automatizálási rendszerét és elektromos csatlakozástechnikáját nem csupán az energiagazdálkodás területén használják. Tudjon meg többet itt azokról a témákról, amelyeken jelenleg dolgozunk.

Világításmenedzsment

Intelligens világításvezérlés

Az előre kialakított hardver és felhasználóbarát szoftver kombinációjának alkalmazásával a WAGO olyan világításmenedzsment rendszert kínál, mely megkönnyíti az új világítási rendszerek tervezését és beüzemelését, továbbá számos előnyt nyújt működés közben is.