Tehnoloģijas un iespējas energoefektivitātes paaugstināšanai RTU Industriālās Elektronikas un elektrotehnikas institūts (IEEI): Ansis Avotiņš Laboratoriju vadītājs Ansis.avotins@rtu.lv Tel. +371 67 089919 www.ieei.rtu.lv www.litaa.lv Fax. +371 67 089941
Energoefektivitātes risinājumu pamatveidi Tehnoloģiskie risinājumi Iekārtu konstrukcija Mehāniskie parametri Lietderība (Pin/Pout) Energoefektīvu iekārtu izvēle Nominālais režīms vs Ražība vs 24/7 slodze Iekārtu uzturēšana Centrēšana, Blīvējumi, Eļļošana, Temperatūra Attēls: LITAA Attēls: Grundfos IEC 60034 Organizatoriskie risinājumi Iekārtu (darbības) programmēšana Procesu pielāgošana ISO 50 001 standarts Attēls: LITAA LATENERGI 2
Energoefektivitātes paaugstināšana Nepieciešamie soļi: 1. Identificēt - Enerģijas patēriņa audits, datu ievākšana 2. Novērtēt -Esošās situācijas analīze, patērētāju klasifikācija, risinājumu izveide 3. Realizēt - Investīciju pārstrukturēšana lielākajiem patērētājiem, enerģijas izmaksu detalizācija, kā arī nākamie tehniskie soļi procesu optimizācija, slodžu grafika «nolīdzināšana» Ražojošā uzņēmumā ~ enerģijas izlietojuma profils: 1/3* siltuma enerģija 2/3* elektroenerģija Enerģija sastāda līdz pat ~80%* no aktīvu kop.dzīves cikla izmaksām * Dati: Vācija LATENERGI 3
Audita rezultāti piemēri Vācija Attēls: D.Meikes prezentācija Mercedes-Benz 29 % Enerģijas patēriņa sadalījums autoindustrijas rūpnīcā* *Ernest Orlando Lawrence Berkeley National Enerģijas patēriņš Mercedes-Benz automobiļu rūpnīcā Sindelfingen Laboratory, 2008 LATENERGI 4
Audita rezultāti piemēri Latvijā (1) Galvenās enerģiju patērējošās sistēmas rūpnīcās: Termiskā apstrāde Mehāniskā apstrāde Motori, sūkņi, kompresori Ventilācija, klimatkontrole Apgaismojums Elektriskie tīkli un to zudumi Energoefektivitātes pasākumu atmaksāšanās periodi Monitorings un apsaimniekošana Siltuma atgūšana, rekuperācija, ekomaizeri Apgaismojuma sistēmas modernizācija Ventilācija Elektroapgādes sistēmu rekonstrukcija Kondicionēšana (dzesēšana) Ražošanas procesu uzlabošana un citas iekārtas Logu, durvju un vārtu nomaiņa Karstais ūdens, saules kolektori Apkures sistēma Siltināšana 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 Avots: Anda Kursiša, prezentācija LITAA, 30.04.2014 Avots: IEEI, Mērījumi SIA VLT rūpnīcā DRL LED: 4-5 gadi
Audita rezultāti piemēri Latvijā (2) Apgaismojums VSŠ 1185 luminiscentās (2x58W) LED (50W) 773kWh/gadā 282kWh/gadā +59 000 EUR + EUR ja sensori + Lm, ja griestu / sienu krāsošana +Lm, ja gaismekļu / stiklu tīrīšana nepieciešams gan slēdzis, gan sensors, jo tika novērots, ka šajās vietās cilvēki uzturas biežāk, nekā citur Ar sarkanu rāmīti apzīmētas zonas, kur LATENERGI var samazināt apgaismojuma līmeni 6
Audita rezultāti piemēri Latvijā (3) StoraEnso un ISO 50 001 standarts Uzskaites mērķis - iegūt datus par faktisko enerģijas patēriņu dažādiem ražošanas posmiem un atbalsta funkcijām (apgaismojums, apkure, kondicionieri)! Uzņēmumam aizņemot 25 ha platību, bija jāatsakās no iespējas uzskaitīt apgaismojuma patēriņu.! Galvenais uzsvars tika likts uz apstrādes procesiem nevis patērētāju tipiem Piem., ja kaltes operatora telpā ir jaudīgs kondicionieris vai materiālu uzkraušanas vietā jaudīgs apgaismojums, tad to ir jāuzskata par procesa neatņemamu sastāvdaļu. 4,77% 4,36% 5,37% 18,04% 3,79% 3,71% 0,78% Procesu energoietilpības pamatrādītāji: Zāģmateriālu žāvēšana energo-ietilpība kwh/m3 elektrība un siltumenerģija Zāģēšanas līnija kwh/m3 (baļķu konveijeri, mizotājs, šķirošana, pakošana) Izžāvētā materiāla līnija kwh/m3 (šķirošana, garināšana, skaidu nosūkšana, pakošana) Siltumenerģijas ražošana kwh/mwh Baļķu šķirošanas līnija kwh/m3 ~24% 0,51% 0,22% Energopatēriņa sadalījums 0,07% Kaltes 58,37% Zāģēšanas līnija Apgaismojums, ventilācija u.c Katlu mājas Izžāvētā materiāla līnija Kompresors Baļķu šķirošanas līnija Noliktavas Ofiss Ūdensapgāde LATENERGI 7
Audita rezultāti piemēri Latvijā (3) StoraEnso un ISO 50 001 standarts Ieviestā sistēma specifikācija 36 elektroenerģijas skaitītāji Nodrošina pārskatu 11 dažādiem procesiem 4 datu savākšanas punkti 5 IP adreses SQL datubāzes serveris Aktīvās un Reaktīvās enerģijas uzskaite Datu iekārtu pārsprieguma aizsardzība Pieslēgšanās datubāzei izm. Web pārlūkprogrammu Iespēja sistēmā integrēt ūdens, gāzes, siltumenerģijas u.c. skaitītājus Kopējās izmaksas 16000 (sistēma ar 36 skaitītājiem). Vidējās 1 uzskaites punkta izmaksas ~450. LATENERGI 8
Audita rezultāti piemēri Latvijā (3) StoraEnso un ISO 50 001 standarts Reģistrējot ikmēneša datus par Plānoto un Faktiski energijas patēriņu (kwh) + Saražoto produkciju (m3) iespējams analizēt korelāciju starp daž. raksturlielumiem un meklēt risinajumus procesa un energopatēriņa optimizācijai Sensori / savlaicīgas apkopes / procesu programmas izmaiņas / Izmantot iekārtu un ražotāju savstarpējai salīdzināšanai! Jau ar pirmo darbības dienu uzskaites sistēma sniedz noderīgu informāciju par elektro enerģijas patēriņa raksturu uzņēmumā.! Ilgākā laika periodā apkopoti dati sniedz papildus info. (sezonalitāte) REZULTĀTI: Realizēta uzņēmuma politika uzlabot savu ilgtermiņa energoefektivitāti Identificēti procesi un personāls, kas saistīti ar būtiskāko energopatēriņu. Realizēta iespēja uzskatāmi un precīzi atainot jebkuru izmaiņu ietekmi uz energoefektivitātes rādītājiem. Izmaiņas kaltes (energoietilpīgākais process uzņēmumā) darba procesu vadībā ļāva ievērojami uzlabot energoefektivitātes rādītājus. Šī ekonomija jau pirmajos pāris mēnešos nosedza energoefektivitātes sistēmas ieviešanas izmaksas!
Piemērs sūkņi Ražošanas uzņēmumos ~10-20% no elektro-enerģijas patērē sūkņi 2/3* tiek ekspluatēti neatbilstošos darba režīmos (patērējot līdz pat 60% vairāk el.enerģijas nekā nepieciešams) Ja sūknis ir nepareizi piemeklēts, tas rezultātā var palielināt tā darbības izmaksas enerģija, apkope. Jo vecāks ir sūknis, jo mazāk efektīvs tas būs salīdzinot ar šodienas risinājumiem. Detaļu nodilums atstāj lielu ietekmi uz efektivitāti. Jo ilgāk sūknis ir darbībā (darba stundas laikā), jo lielāks potenciālais ietaupījums varētu būt. * Dati, attēli: GRUNDFOS Jo lielāku cenu patērētājs maksā par kwh, jo mazāks atmaksāšanās laiksir sagaidāms LATENERGI 10
Piemērs elektrodzinēji Elektromotora Energoefektivitātes klases atbilstoši IEC 60034 IE2 klase 30kW motoram nosaka min.efektivitāti 91.7% IE3 klase 30kW motoram nosaka min.efektivitāti 92.9% Attēls: LITAA +1,2% efektivitātes (360W) Starpība / ieguvums 1 gadā 3150 kwh (darba rež. 24/7) 10 el.motoriem: > 3780 LATENERGI 11
Piemērs gultņi 6316-2Z Zudumi 150 W pret energoefektīvo E2.6316-2Z/C3-30% ~100 W 50W ekonomija 24/7 = 438 kwh (>52.00 EUR/gadā) Attēls: SKF, LITAA LATENERGI 12
Nākotnes iespējas DC tīkls Projekta ietvaros tiek veidots jauns līdzstrāvas enerģijas sadales un apmaiņas infrastruktūras piemērs laboratorijā, kas ļauj pētīt dažādas enerģijas nodrošināšanas un vadības koncepcijas automatizētas ražotnes apstākļos. LATENERGI 13
Nākotnes iespējas lētāki mērītāji Projekta ietvaros tiek veidots jauni līdzstrāvas un maiņstrāvas enerģijas skaitītāji, ar osciloskopa ātrdarbību un izšķirtspēju, bet ar salīdzinoši zemu pašizmaksu. Šobrīd notiek testēšana Testa prototipi3-fāzu AC (pa kreisi) un 1-fāzu (pa labi) enerģijas mērītājiem Enerģijas mērītāji: a) 1-fāzu AC (bez strāvas sensora); b) DC 600V, max 60A; c) DC sensors bez korpusa LATENERGI 14
Paldies par uzmanību Industriālās Elektronikas un Elektrotehnikas Institūts Ansis Avotiņš Rīga, Āzenes 12/k1 507 kab. Tel. 67089919 Ansis.avotins@rtu.lv www.ieei.rtu.lv www.litaa.lv LATENERGI 15