Norsk

Avkastninger på investeringer i energisparetiltak i industrien

11-01-2013 | Energieffektivitet

Q&A with energy measurement expert Wade Thompson

Hva har måling med energisparing å gjøre? Det handler om avkastning og sluttresultatet.

Industribedrifter må bruke energi for å drive med produksjon, data, hva som helst, og de fleste fabrikker sløser bort for mye strøm. De er ineffektive energiforbrukere. For 20 år siden brydde ikke fabrikkledelsen seg om energiøkonomisering – energi var billig. Da energi ble dyrere, ble lederne interessert i å redusere strømregningen, men tiltakene måtte beskrives på en forretningsmessig måte.

Hvor er konverteringspunktet for avkastning der det sløses så mye at det er fornuftig å gjøre noe med det?

Svaret på dette spørsmålet er at du må måle hvor mye energi du bruker på de ulike typene arbeid (systemer) i bygningen, og sammenligne dette med standardene. Det forteller deg hvor mye du sløser. Ytterligere målinger kan hjelpe deg med å identifisere den underliggende årsaken til sløsingen. De tre punktene i en avkastningsligning er 1) hvor mye som sløses kombinert med 2) årsaken og 3) kostnaden.

Når er det fornuftig å spare energi?

Energisparing er fornuftig for fabrikker som ønsker å redusere faste kostnader for å kunne øke produktiviteten – bedrifter som ønsker å gjøre mer med mindre, ikke bare betale mindre.

Energiinspeksjon oppdager muligheter til å øke virkningsgraden, og gir fabrikkansvarlig dataene som gjør at han kan forstå hvilke energisparingstiltak det er fornuftig å iverksette med tanke på fabrikkens primære målsettinger, og hvilke som enten ikke gir nok avkastning eller faller for langt utenfor prioriteringene. De største mulighetene finnes vanligvis i fabrikker som har gamle, store systemer med høyt energiforbruk som ikke er optimalisert. Andre gode kandidater er blant annet produksjonsanlegg med lite automatisering og instrumentering, samt fabrikker med store damp- eller trykkluftsystemer.

Hvor mye kan du spare?

Ifølge det amerikanske energidepartementet (DOE) kan fabrikkene redusere strømregningene sine med 25 %, men de faktiske besparelsene er avhengige av et par ting. For det første, hva slags systemer og virksomhet er det i fabrikken? Store laster som aldri har vært kartlagt med henblikk på varierende strømpriser for å dra fordel av de billigste tidspunktene, har potensial til å gi betydelige besparelser. En fabrikk som hovedsakelig kjører mindre laster, har kanskje ikke den samme muligheten. For det andre, hvor ineffektive er bygningsinstallasjonene? I en nyere, godt vedlikeholdt fabrikk vil det ikke være like mange muligheter til sparing som i en eldre fabrikk der anlegg og utstyr har beveget seg bort fra anbefalte innstillinger og vedlikeholdsrutiner.

Når du tenker på energisløsing hjemme, tenker du sannsynligvis på kald luft som siver inn gjennom vinduet, eller på at gamle lyspærer bør skiftes ut med LED-pærer. Men hva slags ÂŤenergisløsingÂť forekommer i et produksjonsanlegg eller en kombinasjonsbedrift?

Når du bruker energi til å varme opp eller kjøle ned luft og kjøre den gjennom ventilasjonsanlegget, og den bare lekker ut gjennom vinduet vinduet, tvinges systemet til å overprodusere, og dermed overforbruke. Hvor mange andre systemer i fabrikken jobber hardere enn de skal på grunn av tette filtre, overdimensjonerte motorer osv.?

Det forekommer energisløsing i forbindelse med belysning og bygningskledning i produksjonsanlegg og kombinasjonsbedrifter, også. Men er det den første sløsingen vi skal ta tak i?

Du kan ikke svare på dette spørsmålet før du har logget effektforbruket for alle de største lastene, kartlagt det både med henblikk på prislisten og driftsplanen, og beregnet avkastningen på investeringen. Ganske ofte vil en bedrift kunne spare nok på vedlikehold og drift av stort utstyr, til at de i løpt av få år kan øke takten på utskiftingen av utstyr.

Slik begynner du å redusere energiforbruket når både budsjett, tid og ressurser er begrenset.

Skaff deg et utgangspunkt.

Du begynner med å finne ut hvor – og når – det brukes energi, og hva som bruker den. Når fabrikkeiere, ledere og teknikere forstår hvor mye energi som kreves for å drive virksomheten, sammenlignet med hvor mye energi som sløses bort, kan de ta beslutninger og lage en plan. Dit kommer du ved å skaffe kopier av de siste strømregningene og se etter overforbruksgebyrer og betalinger for forbruk ved toppetterspørsel. Last ned en kopi av prislisten fra strømselskapets nettside, slik at du vet hvor mye energienhetene koster på ulike tidspunkter sammenlignet med driftsplanen. Om nødvendig kan du ringe strømselskapets serviceavdeling direkte. De vil gjerne høre fra deg.

Deretter kan du enten be dine egne elektrikere eller en elektroinstallatør om å logge strømmen ved hovedinntaksboksene og forsyningstavlene til de største systemene og lastene. Registrer kW, kWh og effektfaktor i løpet av en representativ periode. Dette gir et svært nøyaktig bilde av det faktiske effektforbruket på trefasekretser og -laster. De største besparelsene kommer ofte ved at drift av store laster flyttes til tidspunkter når energien er billigere.

Hvilke systemer sløser bort mest energi?

I tillegg til å kartlegge strømforsyningssystemet, må du evaluere de elektromekaniske systemene samt damp- og trykkluftsystemene. Der er det ofte mye energisløsing, men det er det er relativt enkelt å rette på.

Elektromekanisk

Det er fem hovedformer for energitap i et elektromekanisk system: 1) elektrisk, 2) mekanisk/friksjon, 3) driftstidspunkt, 4) instrumentering og 5) dimensjonering/virkningsgrad.

Bruk av Fluke 1738 avansert effekt- og energilogger for å gjennomføre en energiundersøkelse av et mekanisk system

Bruk av Fluke 1738 avansert effekt- og energilogger for å gjennomføre en energiundersøkelse av et mekanisk system

  1. Strøm-/spenningsoverlast og faseusymmetri er de to største kildene til energitap i elektromekaniske systemer. Begge disse elektroproblemene kan oppdages ved hjelp av nettkvalitetsanalysatorer og termokameraer.
  2. Mekanisk energitap manifesterer seg både som overoppheting og som overdreven vibrasjon. Dette kan oppdages ved hjelp av termokameraer og vibrasjonsmålere. Mulige årsaker varierer, fra kjøling og løftstrøm til lagerjustering og andre årsaker til friksjon. Skann koblinger, aksler, belter, lagre, vifter, elektriske komponenter, terminerings-/koblingsboks og viklinger termisk – alt som kan gi signaler om ineffektiv drift og dermed energitap.
  3. Som nevnt er en av de enkleste energisparingsløsningene å logge effektforbruket ved store elektromekaniske laster i løpet av en full driftssyklus. Fastslå når maskinene bruker mest energi (ofte ved oppstart), og kontroller om brukstidene kan tilpasses tidspunkter når strømprisen er på sitt laveste.
  4. Ved hjelp av den samme effektloggen sammenligner du driftsplanen med hvor ofte maskinen bruker energi. Hvor mye strøm bruker den når den ikke er i aktiv bruk? Uten bruk av instrumentering, må de fleste maskiner slås av manuelt for å slutte å bruke energi, og manuelle handlinger skjer ikke alltid. Ikke alle maskiner kan slås av, men de fleste kan gå på tomgang. Instrumentering kan være fra det helt enkle til helautomatisering, og fra bruk av sensorer og tidsbrytere til fleksibel tomgangskjøring av maskineri til innprogrammering av driften i en PLS.
  5. Dimensjonering og klassifisering av virkningsgrad Særlig i eldre fabrikker endres driftskravene, mens lastene forblir som de er. Det betyr at en stor, dyr maskin som krever mye energi for å starte, fortsetter å gå mens den driver et mindre kraftkrevende system. De fleste fabrikkansvarlige ønsker naturlig nok å få maksimal levetid ut av stort utstyr. Det er imidlertid verd å logge hvor mye strøm motoren bruker, både sammenlignet med det faktiske lastbehovet og med nytt, høyeffektivt utstyr i riktig størrelse. Beregn hvor mye overflødig energi som brukes, og gang det med prislisten. Fastslå tilbakebetalingstiden foren en ny motor – noen ganger er det fornuftig med tanke på økonomien, å skifte ut utstyr før det svikter. Hvis ikke bør du vurdere hva slags instrumentering som kan brukes for å modulere effekten.

Damp

Prosessvarme står for en betydelig andel av kontrollerbare driftskostnader, og systemet må inspiseres regelmessig for å unngå flere ulike energitapsscenarioer.

Begynn med å logge kjelens energiforbruk for å få en basis for energiforbruket. Deretter inspiserer du distribusjonssystemet, herunder kondenspotter, manometre, isolasjon, pumper og ventiler. Bruk et termokamera til å finne defekte kondenspotter, lekkasjer, blokkeringer, ventilproblemer og kondensfeil. Målet er å få mest mulig forvarmet kondensat tilbake til kjelen.

Inspeksjon med et Fluke Ti401 PRO termokamera

Inspeksjon med et Fluke Ti401 PRO termokamera

Et termokamera kan også brukes til å se etter damplekkasjer. Pass på å se etter løs eller manglende isolasjon og at alle kondenspotter fungerer som de skal. Gjør ren innsiden av kjelene, og kontroller at det ikke er blokkeringer i dampledningene. Denne kombinerte innsatsen identifiserer energitap og hjelper teamet med å planlegge energisparingsløsninger. Mange av disse kan implementeres over vedlikeholdsbudsjettet, uten å føre til kapitalkostnader.

Trykkluft

En luftkompressor på 100 hk kan bruke strøm for rundt 50 000 dollar i året, og så mye som 30 % av denne strømmen går til komprimere luft som aldri blir brukt på grunn av distribusjonslekkasjer og sløsing. Mange fabrikker har imidlertid aldri vurdert hvor effektivt trykkluftsystemet deres er. Når det er behov for mer trykkluft, vil mange bedrifter kjøpe og drive en ekstra kompressor uten engang å være klar over at de kunne få mer trykk ut av det eksisterende systemet sitt.

Inspeksjon av trykkluftledninger med Fluke ii900 sonisk lekkasjekamera

Inspeksjon av trykkluftledninger med Fluke ii900 sonisk lekkasjekamera

Undersøkelser foretatt av Compressed Air Challenge har vist at bare 17 % av de som bruker trykkluft, anser virkningsgrad som et mål for styring av trykkluftsystemer. 71 % ønsker bare å levere konsistent pålitelig luftforsyning. Denne tankegangen forflytter seg videre til forbruksstedet: Installasjoner med pneumatisk utstyr mangler ofte selv enkle solenoidventiler så kompressorene går kontinuerlig, og personalet i fabrikken behandler ofte trykkluft som en gratisressurs og bruker den til å rengjøre arbeidsområdet og til å kjøle seg ned.

Når du skal identifisere og kvantifisere energisløsing, begynner du med å logge effekten i løpet av en hel driftssyklus ved alle luftkompressorene. Dette vil fastslå hvor mye energi som kreves for å produsere de nåværende trykkluftnivåene. Bruk også en manometerkalibrator til å logge trykket ved kompressorutgangen sammenlignet med forbruksstedet, fastslå trykkfallet og kontroller produsentens trykkrav for drift av pneumatisk utstyr. Ikke bruk for stort trykk ÂŤbare fordiÂť. En trykkmodul koblet til et loggemultimeter er én måte å utføre disse testene på uten å investere i spesialutstyr. Til slutt bruker du et sonisk lekkasjekamera til å skanne mest mulig av luftledningens fotavtrykk for å finne plasseringen og omfanget av luftlekkasjene. Du finner din avkastning ved hjelp av denne luftlekkasjekalkulatoren.

Konklusjon

Til syvende og sist kan du komme langt med energiøkonomisering på fabrikknivå, med disse enkle og ukompliserte metodene. Hver for seg vil de gi verdi, men når du kombinerer dem, kan de gi deg svært store energibesparelser.

Relaterte ressurser