Jak monitorować zużycie energii elektrycznej?

Jeszcze dwa lata temu, w 2020 roku niejedna firma produkcyjna nie zawracała sobie głowy kwestią pomiaru zużycia energii. Ten parametr oczywiście nie był enigmą, a świadomość jego wartości zawsze miała znaczenie. Jednak z upływem czasu współczynnik zużycia prądu przybrał znacznie wyższą wagę…i cenę. A to zbudowało silną potrzebę poszukiwania sposobów na oszczędzanie tego zasobu oraz obniżenie kosztów produkcji.

Możliwościami redukcji poboru prądu oraz optymalizacji zajmowaliśmy się w ostatnim artykule. Jeśli jeszcze tam nie trafiłeś, możesz to zrobić teraz:

Jak zaoszczędzić energię elektryczną w firmie produkcyjnej

Dowiesz się tam jak podejść do zarządzania energią poprzez analizę faktur, jak ugryźć sprawę oświetlenia na hali, wykorzystania ciepła do poprawy efektywności energetycznej, zmian na poziomie organizacji produkcji, a także rozstrzygniesz często pomijany case sprężonego powietrza.

Trzymając się tych zagadnień jako fundamentu, możemy przejść dalej, do bardzo ważnej kwestii jaką jest monitoring zużycia energii elektrycznej. Omówimy wspólnie:

  1. Jak najprościej sprawdzić zużycie prądu?
  2. Jak monitorować zużycie prądu w sposób zaawansowany?
  3. Co daje monitoring zużycia energii?

Jak najprościej sprawdzić zużycie prądu?

Dane zmierzone, to dane znane. Nie zakładaj, że dokonasz wystarczająco precyzyjnej oceny zużycia prądu jeśli będziesz bazował tylko na fakturach od dostawcy energii. Żeby odnaleźć potencjał do wprowadzenia zmiany, musisz poznać składowe oraz zależności między nimi. Możesz to zrobić na kilka sposobów.

Odczyty liczników energii

To najprostszy i bezinwestycyjny wariant, który mimo tego, że nie odsłoni wszystkich kart przed Tobą, na pewno da Ci cenne wskazówki. Cała procedura sprowadza się do poświęcenia czasu na sczytywanie danych zużycia energii elektrycznej i skonfrontowania ich z planem produkcyjnym. Aby wyciągnąć z tego jak najwięcej wniosków, w okresie pilotażowym warto zbierać informacje w odcinku dziennym, a nawet zmianowym.

To pozwoli Ci sprawdzić i ocenić:

  • jak kształtuje się relacja w konkretnych porach dnia,
  • jak prezentowały się dane podczas uruchomienia konkretnych maszyn do produkcji (nie zawsze przecież wszystkie muszą pracować),
  • jakiego typu produkty były wytwarzane w badanym odcinku,

To z kolei będzie podstawą do wprowadzenia pierwszych zmian, choćby takich jak rozłożenie w czasie rozruchu maszyn, a tym samym dokonanie rozkładu zużycia energii, czy ustalenie sekwencji produkcji na urządzeniu, tak aby możliwie zredukować jego wygaszanie (np.: piec hartowniczy, który pochłania pokłady energii w trakcie uruchomienia).

Licznik z odczytem energii

Jak monitorować zużycie prądu w sposób zaawansowany?

Badanie urządzeń elektrycznych z wykorzystaniem miernika

Drugi wariant to dedykowane urządzenie monitorujące wykorzystanie energii elektrycznej. W tym przypadku zamontowanie rejestratora energii może mieć charakter akcyjny. W pełni satysfakcjonujący będzie obchód po każdym przedstawicielu z rodzin maszyn oraz pomiar podczas realizowania operacji w ustalonym wycinku czasowym. I również tutaj zebrane dane dotyczące zużycia należy skonfrontować z planem produkcyjnym.

Wykorzystanie miernika jest o tyle bardziej cenne w porównaniu z odczytami z licznika, że pokazuje zużycie energii dla konkretnego urządzenia. Tym samym pozwala wyciągnąć bardziej precyzyjne wnioski, choćby odnoszące się tego jak marszruta i zaangażowanie maszyn powinno przekładać się na ostateczną cenę produktu. Dzięki temu dowiesz się, w których obszarach produkcji warto przeprowadzić próbę optymalizacji, a także które wyroby mogą pozostać w dotychczasowych cenach, a jakim należy się boląca klienta podwyżka.

Cyfryzacja zarządzania zużyciem energii

To ostatni punkt na liście, któremu poświęcimy najwięcej uwagi, ponieważ daje on najszersze spektrum monitoringu wykorzystania energii.

Zastosowanie tego rozwiązania omówimy na bazie IPOE, czyli Inteligentnej Platformy Optymalizacji Energii. System ten sprowadza się już nie tylko do energii elektrycznej, ale także do zużycia gazu, ciepła, chłodu, wody czy sprężonego powietrza. Łączy on ze sobą wcześniej omówione warianty pomiaru z kompletną analityką. Pozwala na bieżące śledzenie trendów zużycia, a tym samym wychwytywanie źródeł strat energii i zbędnie poniesionych kosztów.

Przetwarzane dane pomiarowe pozwalają na zweryfikowanie współczynnika energii elektrycznej w każdym procesie oraz każdym produkcie. Odsłania on wahania, nadmierne peaki, a także miejsca i rezerwy, z których należałoby skorzystać, aby poprawić efektywność energetyczną i utrzymać bezpieczeństwo wykonywanej pracy. Tym samym eliminuje niedopowiedzenia i niedoszacowania w przypadku odczytu z liczników energii elektrycznej oraz przeoczenia zdarzeń przy akcyjnie montowanych miernikach.

Wykres - zużycie energii

W zależności od potrzeb przedsiębiorstwa, system pomiaru zużycia może operować na bazie wszystkich urządzeń w parku maszynowym, a także na pozostałych elementach infrastruktury. Daje on możliwość weryfikacji anomalii oraz awaryjności maszyn. Pozwala także na łączenie danych, których analiza robiona metodą analogową byłaby bardzo trudna, biorąc choćby na tapet deklarowane zużycie energii, faktyczne zużycie energii, a także rok produkcji, co może przynieść informacje zwrotną na temat tego, które urządzenie jest energooszczędne, a które najbardziej energochłonne. A to również staje się podstawą w planowaniu inwestycji i procesie decyzyjnym zakupu nowych urządzeń.

Weźmy teraz konkretny case, w analogii do wcześniej wspomnianego pieca hartowniczego. Czy umiałbyś powiedzieć, bądź czy Twój zespół utrzymania ruchu byłby w stanie stwierdzić po jakim czasie, po jakim przestoju opłaca się wyłączyć grzanie? Sam miernik oczywiście pokaże peaki poboru prądu, jednak nie odda nam dalszej części analitycznej. System monitoringu natomiast pozwoli zbadać ile minimum musi pracować maszyna, aby produkcja była opłacalna, a kiedy warto ją wygasić.

W tym miejscu należy uwzględnić jeszcze pełen kontekst analizy rozruchu parku maszynowego, gdzie monitoring wykorzystania energii sprowadza się również do badania wpływu mocy chwilowej i równoważenia obciążenia, które eliminuje ryzyko przekroczenia, nadmiernego zużycia, czy nawet kar od dostawcy energii. Bez cyfrowego systemu nie można byłoby sobie pozwolić na dokonywanie prób i modyfikacji w minutach rozruchu, a także na ciągłe poszukiwanie lepszych rozwiązań.

Każdy z tych procesów decyzyjnych pokazuje, że można oszczędzać energię elektryczną, że to nie jest bariera nie do przekroczenia. A to jeszcze nie koniec. Kolejne pytanie do Ciebie. Czy zastanawiałeś się nad tym czy w Twojej firmie jest odpowiednio dobrana moc zamówiona? Czy przyszło Ci do głowy, że możesz manipulować tym progiem u swojego dostawcy energii? Zwiększając moc wtedy kiedy rośnie wielkość produkcji, a w sezonie mniejszej ilości zleceń, zwrócić się o zmniejszenie pułapu. To nie jest takie oczywiste i znowu naprawdę trudne do wykonania bez posiadania kompletnych danych pomiarowych.

Przechodząc dalej, system zarządzania energią staje się kanałem podpowiadającym rozwiązania optymalizacyjne dla przedsiębiorstwa, ponieważ prezentuje nie tylko ilość energii, ale również dane odnoszące się do jakości transferu. A ten parametr ma przecież znaczenie zarówno na polu inwestycji w instalacje fotowoltaiczne, jak i eksploatacji maszyny (szybsze zużycie).

Co więcej, współpracuje on również na polu wykorzystania odnawialnych źródeł energii, a także kontroli śladu węglowego, gdzie dla co raz większej ilości kontrahentów dane te mają znaczenie i stanowią o przewadze konkurencyjnej dostawcy. Skupiając jeszcze uwagę na samej pracy instalacji fotowoltaicznej, inteligentne liczniki energii konfrontują ponadto informacje na temat tego jaki wkład w proces mają ekologiczne rozwiązania, prezentując tym samym kolejny ważny parametr, czyli ślad zielony.

Idąc dalej zastosowanie tego typu cyfrowego systemu monitorowania energii sprowadza się także do analizy często lekceważonych obszarów biurowych, czy socjalnych, gdzie tak naprawdę ich udział również powinien być wpisany do scenariuszy oszczędzania energii.

W tym miejscu należy oczywiście zaznaczyć, że lista potencjalnych atutów wiąże się z koniecznością poniesienia inwestycji na poczet wdrożenia rozwiązania. Inicjatywa jednak może przynieść sprawny zwrot dla przedsiębiorstwa. Należy bowiem położyć na szali czynnik rosnących cen prądu, z miejscami generującymi zbędne koszty energii oraz fakt, że system będzie cały czas pracował nad poszukiwaniem kolejnych oszczędności.

Oprogramowanie komputerowe - zarządzanie zużyciem energii

Jeżeli chcesz dowiedzieć się jeszcze więcej o innych funkcjonalnościach cyfrowych rozwiązań do zarządzania energią, choćby takich jak alarmy w przypadku kar i przekroczeń, kompensacja mocy biernej, optymalizacja mocy zamówionej, czy trybu „stan-by” zachęcam Cię do odsłuchania webinaru „Jak oszczędzić energię elektryczną w firmie produkcyjnej?”

Co daje monitoring zużycia energii?

Przeszliśmy przez przegląd różnych urządzeń pomiarowych oraz sposobów, które pozwolą bieżąco monitorować zużycie energii. Mając na uwadze to jak kształtują się jej ceny oraz jak bardzo mają one wpływ na kondycję przedsiębiorstw produkcyjnych, spróbujmy podsumować co da Ci kontrola nad danymi.

Po pierwsze gromadzenie danych przyniesie Ci wiedzę.

Po drugie pozwoli na analizę zużycia energii.

Tym samym da Ci to szansę na:

  • wyciąganie anomalii i reagowanie na nie,
  • przemyślaną wymianę lub rozbudowę parku maszynowego, poprzez konfrontację deklarowanej mocy, a rzeczywistych parametrów energii elektrycznej,
  • dostosowywanie wielkości produkcji do taryf dobowych (planowanie produkcji),
  • obniżenie kosztów energii elektrycznej poprzez dostosowanie pór aktywności maszyn (np.: starsze maszyny na nocnej zmianie, ponieważ używają więcej prądu, albo rozpoczęcie nagrzewania w nocy, a rozpoczęcie produkcji w ciągu dnia),
  • wsparcie prewencji i badania niewydolności maszyn (peaki, odbieganie od normy poboru energii)
  • przeniesienie niewykorzystanych mocy prowadząc do optymalnego zużycia energii na hali,
  • zrównoważenia bilansu kadrowego podczas produkcji,
  • operowanie prognozami zużycia prądu.
Mężczyzna i kobieta monitorujący zużycie energii na produkcji

Sam dobrze wiesz, że zmniejszenie zużycia prądu w zakładzie to projekt, który nie powinien wynikać tylko i wyłącznie z tego jak kształtuje się cena energii. Niezależnie, jest to płaszczyzna do optymalizacji, która może zwiększyć Twoje zyski. Dlatego na pierwszy krok, swoje zarządzanie energią elektryczną możesz rozpocząć od obliczenia jej współczynnika w produkcie:

UZYSKAJ DOSTĘP DO KALKULATORA ENERGII!

Oblicz współczynnik energii w produkcie!

  • Porównaj — jak zmiana ceny energii wpłynie na Twoją cenę sprzedaży.

  • Prosty schemat obliczeniowy w formacie Excel do użycia w Twoim przedsiębiorstwie.

CHCĘ KALKULATOR KOSZTÓW ENERGII

Do przedsięwzięcia ograniczenia zużycia energii warto zachęcić również pracowników, budując ich świadomość w tym zakresie, jak i bezpośrednio angażując ich w projekty optymalizacyjne. Jeżeli chcesz połączyć swoje siły z zespołem zastanów się nad alternatywą skorzystania z dedykowanej ścieżki rozwojowej, która przyniesie korzyści zarówno pracownikom, jak i organizacji.

Sprawdź program Lean Lider Green Belt