Software pentru eficienta energetica – Intre asteptari si realitate

29 Oct 2015 Eficienta energetica

Eficienta energetica a devenit o preocupare majora pentru gestionarii resurselor intreprinderilor, mai ales in zona industriei manufacturiere, acolo unde atingerea eficientei energetice operationale conditioneaza competitivitatea si performanta economica globala a intreprinderii. In acest articol, voi arata cateva dintre elementele cheie care definesc o aplicatie software de management si eficienta energetica, asa cum sunt percepute dupa o experienta de peste 10 ani in analiza cerintelor utilizatorilor si dezvoltarea de astfel de instrumente software.

Rolul aplicatiilor de management energetic a fost minimizat si exagerat in functie de experienta concreta a celui intrebat. Realitatea este ca nu aplicatia este de vina, in cele mai multe cazuri, pentru lipsa de rezultate, ci implementarea si serviciile post-implementare. Software-ul este doar o componenta a procesului complex de atingere a performantei energetice, insa fara un cadru intern procedurat in care sa existe masura, analiza, autoritate si actiune nu se poate vorbi de eficienta energetica. Standardul ISO 50001 stabileste coordonatele proceselor si procedurilor interne ce trebuie implementate de o organizatie pentru a implementa un management energetic functional. Clasicul ciclu Planifica->Actioneaza->Implementeaza->Verifica sta si la baza introducerii ISO 50001 in cadrul unei organizatii. Elementul cheie de succes il constituie, asa cum am vazut in experienta noastra, implementarea unei aplicatii informatice performante, modulare si scalabile pentru telecitire si management energie, precum si delegarea autoritatii catre un manager energetic intern cu obiective clare de eficienta si reducere costuri.

Nevoia unui sistem de management energetic


Mai intai insa, iata un raspuns la intrebarea De ce e necesar un sistem software de telecitire in timp real daca se pot face si citiri manuale si rapoarte de date cu aplicatii gen Excel? Un sistem de management energetic trebuie sa permita citirea simultana intr-un numar mare de puncte de contorizare, urmarirea in timp real a bugetelor de consum pentru puncte sau grupe de consum si trebuie sa asigure generarea automata de rapoarte. Aceste functiuni nu se pot realiza decat pe baza unei aplicatii software care automatizeaza procesele cerute si alarmeaza automat la iesirea din parametri (nivele de consum, praguri ale parametrilor tehnici de distributie, valori consolidate pe grupe etc.). Oricate masuri si tehnologii de eficienta energetica sunt implementate, fara o monitorizare activa a sistemului, efectele pozitive ale acestora se pierd in timp (prin lipsa de disciplina tehnologica, iesirea locala din parametri, defecte nesesizate, lipsa unei mentenante corespunzatoare etc.).

Graficul din figura de mai jos arata evolutia eficientei energetice, intr-un caz tipic al unui operator industrial, in absenta unui sistem de monitorizare in timp real. Investitiile in noi tehnologii si masurile organizatorice sunt foarte rapid anihilate de entropia sistemului care, in absenta informatiilor relevante, nu poate fi controlat si optimizat. Identificarea oportunitatilor de interventie pentru eficientizare energetica si fundamentarea acestor masuri fac ca sistemul de management si eficienta energetica sa fie fundamentul salturilor periodice de eficienta prin investitii (curba verde).

Grafic eficienta energetica

Mai intai, sa vedem care sunt elementele structurale ale unei aplicatii de management si eficienta energetica (AMEE):

  • Contorizarea si masurarea vectorilor energetici si de utilitati (energie electrica, energie termica, abur, gaz natural, apa etc.)

Pe langa volumul contorizabil (facturabil), se masoara si parametrii  tehnici de distributie. Este urmarita precizia de masura si limitele (gamele) de lucru ale echipamentelor. Preluarea datelor se poate face de la iesiri digitale dedicate ale echipamentelor (interfete seriale, LAN, wireless) sau de la iesiri de impuls proportionale cu parametrul masurat. Importanta este cunoasterea protocolului de transmitere a datelor.

  • Transmiterea prin retea de date a valorilor masurate in camp catre baza de date

Transmiterea se poate face prin fir (RS485, Ethernet), fibra optica (Ethernet) sau wireless (Wi-Fi, GPRS, G3/G4, ZigBee, LoRa etc.). Reteaua de comunicatie este elementul cheie pentru asigurarea disponibilitatii datelor si trebuie sa fie scalabila, flexibila si sa poata combina mai multe medii de transmisie si protocoale de date.

  • Consolidarea si analiza datelor

Este realizata de o aplicatie software dedicata. Utilizarea unei aplicatii SCADA ce gestioneaza si controlul unor procese nu este recomandata deoarece pot sa apara conflicte intre modulele de lucru, pot fi pierderi de date si modularitatea este redusa. Aplicatia de management energetic trebuie sa fie distincta de aplicatiile de productie si control pentru a monitoriza independent performanta acestora.

Functiile si caracteristicile unei aplicatii de management energetic


In acest articol, ne limitam sa descriem elementele ce definesc o aplicatie software de management energetic performanta, cum e mai bine sa fie personalizata si implementata si ce servicii post-implementare asigura mentinerea performantei pe termen lung. Functiile aplicatiei software de management si eficienta energetica sunt grupate in categoriile:

  • Manageriale – acele functii ce permit evidentierea zonelor si tiparelor de consum, a intensitatilor energetice pe diferite faze de productie (consumul de energie si utilitati pe unitatea de produs), a incadrarii in bugetele de consum alocate centrelor de profit si a previzionarii consumurilor pentru diminuarea costurilor de achizitie a energiei. Sunt evidentiate zonele ce sunt sub pragurile de referinta ale ramurii industriale si se pot identifica oportunitatile de imbunatatire, de introducere noi tehnologii eficiente si de trecere pe alti vectori de energie.
  • Comerciale – functiile ce evidentiaza in special costurile energetice legate de centrele de profit, operatii tehnologice, loturi de produse, schimburi si echipe de lucru. Se pot identifica bugetele de investitii pentru eficienta energetica, se pot calcula termenele de recuperare a investitiilor si se pot urmari efectele post-implementare.
  • Tehnice – functii ce permit mentinerea unui sistem performant energetic prin urmarirea, in timp real, a parametrilor de distributie interna si consum, a celor de calitate si a mentenantei echipamentelor. Se pot detecta timpuriu avariile si reduce impactul acestora in sistem. Bugetele de consum alocate sunt urmarite si alarmele de depasire a pragurilor (de consum sau de putere) permit mentinerea unei discipline energetice.

Pentru realizarea acestor functii, o aplicatie de management energetic trebuie sa implementeze urmatoarele caracteristici:

  • Sistem de consolidare date fiabil, multiprotocol cu eliminarea citirilor aberante si raportare stare retea de culegere date, precum si baza de date de tip tranzactional, preferabil SQL
  • Posibilitatea de a lucra cu ierarhii de puncte, grupe, arii de consum (intre 3 si 7 nivele ierarhice sunt suficiente)
  • Capabilitatea de a aloca bugete energetice pe centrele de consum si de a urmari incadrarea in acestea cu sistem de alarmare in timp real la depasirea unor praguri programabile
  • Integrarea in aceeasi baza de date a mai multor vectori energetici si de utilitati (electric, gaz natural, abur, apa). Aerul conditionat are cerinte de optimizare specifice si trebuie inclus doar prin consumul electric. Intr-un viitor articol, vom detalia problemele de optimizare ale sistemelor de aer comprimat industriale.
  • Vizualizarea in timp real a parametrilor tehnici, a curbelor de sarcina si a alarmelor din puncte sau zone. O functionalitate superioara o constituie posibilitatea de a urmari pe schema electrica monofilara sau pe diagramele instalatiilor parametrii masurati.
  • Posibilitatea de generare automata, periodica a unor rapoarte personalizate trimise pe baza de lista de distributie.
  • Calculul costurilor asociate consumurilor energetice pe centre de profit, intervale de timp, loturi de productie, schimburi.
  • Grafice avansate de evolutie si corelatii cu surse externe de date, cum ar fi volum global productie, parametri climatici etc.
  • Capabilitatea de a genera predictii de consum manual sau automat.

Acestea sunt cateva dintre functionalitatile cerute, pe parcursul timpului, de beneficiarii aplicatiilor informatice de management si eficienta energetica pe care le-am dezvoltat in cadrul companiei Quartz Matrix (ENET, ENET+ si ENEF). Mai multe informatii despre acestea se pot obtine accesand site-ul Quartz Matrix dedicat eficientei energetice.

Efecte aduse de sistemele de management energetic


Experienta de peste un deceniu ne-a permis sa identificam o suma de efecte aduse intreprinderilor de implementarea unui sistem integrat si performant de management energetic:

  • Reducerea costurilor de achizitie a energiei cu procente intre 10 si 50% (renegocierea contractelor si furnizarea unor previzionate de consum corelat cu urmarirea incadrarii stricte in aceste valori previzionate)
  • Reducerea consumurilor energetice cu 5-25% prin eliminare mers in gol, reglaje suboptimale, defecte ignorate, mentenanta amanata etc.
  • Cresterea disciplinei tehnologice cu efecte de reducere rebuturi (4-8%) si cresterea productivitatii muncii
  • Reducerea costurilor de mentenanta prin extinderea mentenantei predictive, detectia timpurie a uzurilor si abaterilor de la performanta a utilajelor si echipamentelor, cu procente intre 10 si 20%
  • Reducerea costurilor de investitii in sistemele interne de distributie prin identificarea problemelor, redimensionarea sistemelor – 5 pana la 12%
  • Identificarea oportunitatilor si impactului investitiilor in eficientizarea energetica

Toate acestea aduc un spor semnificativ de competitivitate, de predictibilitate operationala si de performanta globala.

Intrebarea care apare firesc este Daca lucrurile stau asa de bine, de ce nu toata lumea are inca implementat un sistem de management si eficienta energetice? Implementarea unui astfel de sistem este un proces complex, ce solicita implicarea managementului si corpului tehnic, trebuie facuta cu un consultant experimentat si cu instrumentele hardware si software adecvate. Cele mai multe implementari esueaza din cauza unei abordari partiale si lipsei de implicare a personalului tehnic si a managerilor.

Reteta succesului in implementarea unui sistem de management energetic


Un ciclu de implementare de succes trebuie sa creeze cadrul organizatoric pentru activitatile de eficienta energetica (ISO 50001 e un bun inceput), sa asigure delegarea autoritatii catre managerul energetic intern, astfel incat acesta sa-si poata exercita rolul. Implementarea trebuie sa porneasca de la un audit energetic orientat pe identificarea fluxurilor si circuitelor de consum energetic, audit realizat de un consultant cu competente si experienta. Plecand de la recomandarile din audit, se proiecteaza sistemul hardware si software, se instaleaza si se parametrizeaza componentele si se instruiesc operatorii. Deoarece un sistem energetic este un „organism viu” este necesara permanenta adaptare si perfectionare a sistemului de management energetic la schimbarile si evolutia structurii monitorizate. Pentru aceasta este absolut necesara contractarea serviciilor de suport si mentenanta si a celor de dezvoltare cu resurse rezervate. Asa sistemul va evolua simultan cu intreprinderea si eficienta acestuia va ramane la cote maxime. Pe scurt, reteta succesului este aici: un consultant de calitate cu un audit specializat, proiect de implementare, instrumente software si hardware care sa corespunda cerintelor, servicii de suport/mentenanta si de dezvoltare care sa mentina performanta. Falsele economii se traduc imediat prin lipsa rezultatelor asteptate si prin degradarea performantei sistemului in timp.

Acestea au fost, pe scurt, cateva elemente culese din interactiunea cu beneficiarii sistemelor noastre de management si eficienta energetice. Subiectul este vast, iar opiniile difera in functie de experienta personala a celui intrebat. Vom reveni cu detalii privind aspecte specifice ale unor astfel de sisteme in articolele viitoare.

Ti-a placut? Impartaseste si cu altii acest articol:

Lasă un răspuns

Or

Adresa ta de email nu va fi publicată. Câmpurile obligatorii sunt marcate cu *