METODY ANALIZY DANYCH POMIAROWYCH

Transkrypt

1 METODY ANALIZY DANYCH POMIAROWYCH Wojciech Bernadkiewicz Inżynier Projektu mobile Zasada działania systemu

2 Struktura energii Całkowite zużycie energii Energia zużyta na produkcję Energia zużyta na biura Energia jednostkowa Dodatkowa energia Koszty wyprodukowania produktu Koszty stałe Koszty zmienne Rozliczanie dostawców Całkowite zużycie energii: kontrola faktur (dział finansowy) negocjowanie lepszych taryf weryfikacja umów z dostawcami: Dotyczy wszystkich mediów: energii elektrycznej gazu ciepła sprężonego powietrza

3 Rozliczanie dostawców Zainstalowano system monitoringu rozliczania azotu Określono że rozliczanie odbywa się za pomocą danych z miernika gazu Dostawca gazu rozliczał według taryfy gazu ciekłego a nie faktycznego poboru gazu o określonych parametrach Roczne Oszczędność 300k EURO - zmniejszenie kosztów o 30% Zużycie / uśrednione zużycie Który wykres łatwiej przeanalizować?

4 Analiza zużycia w trakcie nieprodukcyjnym Ile kosztuje nas energia potrzebna na podtrzymanie zakładu? Analiza zużycia w trakcie nieprodukcyjnym - przykład święta Bożego Narodzenia Nowy Rok weekend

5 Podział kosztów Które z obszarów wymagają szczegółowej analizy? Które maszyny, procesy odpowiadają za największe zużycie? Gdzie warto zainstalować dodatkowe elementy pomiarowe? Rozliczanie działów Analiza obciążenia - trendy

6 Współczynnik obciążenia Analiza obciążenia zastosowanie przetwornic częstotliwości obciążenie wyjściowe zastosowanie falowników zarządzanie obciążeniem Eliminacja szczytów przez zarządzanie obciążeniem

7 Zarządzanie obciążeniem Analiza obciążenia trendy kalendarzowe obciążenie w czasie nieprodukcyjnym 400kW (koszt $/rocznie) Szczyt 900kW Rozpoczęcie pracy przed oszczędziło $ rocznie (opłaty za przekroczenie)

8 Przygotowanie do wdrożenia inwestycji układ pompowy Układ pompowy czy regulacja obrotów pompy może przynieść oszczędności? Przygotowanie do wdrożenia inwestycji układ pompowy Inwestycja przygotowana na bazie pomiarów

9 Wyznaczanie efektywności układu pompowego Jak określić jednostkowe zużycie energii? ile wody pompa przenosi [m3/godz.] zmierzyć zużycie energii przez pompę Przykład: przepływ 40 m3/godz. zużycie energii 10 kw jednostkowe zużycie energii = 0,250 kwh/m3 Wydajność układu pompowego: jednostkowe zużycie energii (brak strat) = 0,0027 kwh/m3 na metr słupa wody dla ciśnienia całkowitego Sprawność w układzie pompowym: Silniki około 90-95%, Pompy około 45-70%, Napędy pasowe około 95%, Falowniki około 95-98%. teoretyczne zużycie energii = ciśnienie całkowite x 0,0027 kwh/m Analiza efektywności układ pompowy Zużycie energii elektrycznej Układ pompowy Przepływ

10 Strażnik mocy LICZNIK GŁÓWNY ENERGII ELEKTRYCZNEJ INFORMOWANIE SYSTEM MONITOROWANIA I STEROWANIA KLIMATYZACJA OŚWIETLENIE Stopniowe rozłączanie maszyn maksymalne obciążenie w razie potrzeby kolejnych rozłączenie odbiorów o najniższym priorytecie

11 Stopniowe załączanie maszyn załączanie maszyn o rozłączenie odbiorów o najniższym priorytecie i następne Wyszukiwanie anomalii i błędów - przykład Zainstalowano system monitoringu pracy chłodnic Określono, że zestawy w czasie weekendów nie pracowały poprawnie Zaktualizowano harmonogram pracy chłodnic Roczne oszczędności 250k PLN rocznie

12 Wyszukiwanie anomalii i błędów Jak powinno być? Jak było? M&T Monitoring and Targeting Metoda ma kluczowe znaczenie w zarządzaniu mediami i interpretowaniu zebranych danych pomiarowych Wszystkie korzyści biorą się z ciągłej / systematycznej analizy i wyciąganiu wniosków zbieranie danych pomiarowych analiza danych raportowanie

13 M&T Monitoring and Targeting - korzyści średnie oszczędności z tytułu stosowania metody to od 5%-8% zużycia energii, identyfikacja potencjalnych źródeł oszczędności, szacowanie oszczędności, wykrywanie stanów awaryjnych: wdrożenie szybkich działań naprawczych zapobieganie im w przyszłości tworzenie najlepszych praktyk M&T Monitoring and Targeting - cechy Monitoring and Targeting to metoda oszczędzania energii polegająca na wykrywaniu i diagnozowaniu przyczyn marnotrawca energii Zużycie mediów jest związane ze zmiennymi czynnikami (pogoda, ilość produkcji...). Rozpoznanie zmiennych czynników pozwoli na wyznaczenie celów. Pierwsze symptomy wzrostu zużycia (w stosunku do ustalonych celów) sygnalizują stratę energii

14 M&T Monitoring and Targeting Krok 1 Wykreśl zużycie energii w funkcji produkcji. X produkcja Y zużycie energii Przykład ilość zużytej energii przez sprężarkę w zależności od ilości wyprodukowanego sprężonego powietrza M&T Monitoring and Targeting interpretacja 25% - zużycia zależy od wielkości produkcji np. praca maszyn 75% - energii jest zużywana na podtrzymanie nie zależy bezpośrednio od produkcji

15 M&T Monitoring and Targeting Krok 2 Określ linię najlepszego dopasowania (trend) M&T Przykład: Ogrzewanie Standardowy wykres dla ogrzewania: zużycie pary w funkcji temperatury zużycie potrzebne na podtrzymanie jest niewielkie zużycie pary mocno zależy od otaczającej temperatury punkty na wykresie są zbliżone do linii trendu

16 M&T Przykład: Ogrzewanie Niestandardowy wykres dla ogrzewania: płaski wykres dużo ciepła zostaje dostarczone w czasie w ciepłe dni Uwaga na: brak regulacji temperatury duże straty ciepła grzanie i chłodzenie działa jednocześnie M&T Przykład: Ogrzewanie Niestandardowy wykres dla ogrzewania: bardzo małe zużycie potrzebne na podtrzymanie duże rozrzucenie punktów (temperatura nie jest jedynym współczynnikiem) Uwaga na: kierunek wiatru wahania wilgotności

17 M&T Monitoring and Targeting Krok 3 Utwórz wykres sumy skumulowanej Analiza CUSUM

18 M&T Monitoring and Targeting Krok 4 Wyznacz punkty najefektywniejszego działania systemu M&T Monitoring and Targeting Krok 5 Wykreśl ponownie wykres X-Y. Oznacz punkty najefektywniejszego działania systemu

19 M&T Monitoring and Targeting Krok 6 Wybierz nowy cel: - linia najlepszego dopasowania - linia najlepszego działania systemu - dowolna linia trendu Wdrożenie M&T zbierz dane pomiarowe przeanalizuj zużycie w funkcji produkcji - zidentyfikuj anomalie zbadaj postęp w odniesieniu do ustalonych celów ustal cel wdróż środki poprawy zbierz dane pomiarowe

20 Porównywanie z najlepszymi - Benchmarking Rodzaje analizy porównawczej: wewnętrzna zewnętrzna Celem analizy porównawczej jest opracowanie właściwych ilościowych i jakościowych, do porównania wyników pomiędzy podmiotami Benchmarking jako ważne narzędzie zarządzania określa możliwości doskonalenia, poprzez zidentyfikowanie różnic w efektywności energetycznej; umożliwia osiąganie lepszych rezultatów poprzez poznawanie najlepszych praktyk; pozwala zmierzyć, jak duża jest rozbieżność pomiędzy stanem aktualnym, a oczekiwanym; jest narzędziem podtrzymującym i stymulującym proces ciągłego doskonalenia

21 Etapy benchmarkingu 1. Wyznaczanie celów i planowanie: cele i rodzaj analizy zakres analizy porównawczej stworzenie niezależnego zespołu / systemu 2. Zbieranie i weryfikacja danych stworzenie szablonu gromadzenia danych obliczenie wydajności energetycznej na podstawie uzyskanych danych 3. Analiza wyników: ocena wiarygodności danych analiza porównawcza zebranych danych prezentacja danych (tabele, wykresy) zidentyfikowanie najlepszych praktyk wśród badanych przedsiębiorstw Etapy benchmarkingu 4. Sprawozdawczość: przedstawienie raportu wszystkim uczestnikom badania raport powinien zawierać definicje, cele, ustalenia, opracowanie, metody, wnioski, tabele, wykresy itd.. 5. Podjęcie działań i kontrola: implementacja w przedsiębiorstwie konkretnych działań zaproponowanych w raporcie, monitorowanie procesu wdrażania i osiąganych wyników

22 Efektywność energetyczna w krajach Unii Europejskiej Obliczanie efektywności energetycznej i oszczędności energii Dlaczego efektywność: nie da się ciągle zwiększać ilości energii na rynku konieczność ograniczenia efektu cieplarnianego pokazanie oszczędności w zakładzie pozyskanie środków na kolejne inwestycje Metody obliczania efektywności: metoda top-down (metoda zstępująca) metoda bottom-up (metoda wstępująca)

23 Metoda top-down o wskaźniki energetyczne (np. średnie zużycie gazu na pojedyncze mieszkanie) o obliczane na podstawie danych statystycznych o całkowita oszczędność energii jest efektem wszystkich działań podjętych przez użytkowników końcowych, bez względu na to, czy są efektem prowadzonej polityki, czy oszczędności samoistnych TOP DOWN Metoda bottom-up o uzależnia wzrost oszczędności energii od zastosowania konkretnych środków poprawy o wyjściowe zużycie energii elektrycznej dla konkretnego odbiornika energii elektrycznej: przed zastosowaniem działań mających na celu wzrost efektywności po wdrożeniu środka poprawy efektywności o Przy zastosowaniu metody bottom-up należy mieć na uwadze, że konieczne jest uwzględnienie korekt: warunki klimatyczne profil produkcji UP BOTTOM

24 Metoda bottom-up poziomy szczegółowości Poziom 1 minimalny poziom szczegółowości; poziom europejski, dostępne informacje na temat tych pomiarów są ograniczone, obliczenia wykonywane na podstawie ogólnych wartości domyślnych, Poziom 2 średni poziom szczegółowości; obliczenia są przeprowadzane na poziomie poszczególnych państw, na podstawie ogólnie dostępnych danych krajowych statystyki, badania, sondaże, Poziom 3 wysoki poziom szczegółowości; odnosi się do konkretnych działań, obliczenia dokonywane są na podstawie danych zbieranych w celu wykonania konkretnego pomiaru (np. szczegółowy monitoring, rejestry, badania, pomiary), Metoda bottom-up udział oszczędności

25 Jakość energii elektrycznej Analiza jakości energii elektrycznej od strony zasilania (dostawcy) zapady napięcia krótkie przerwy zasilania od strony zniekształceń wnoszonych przez zakład analiza harmonicznych odkształcenie napięcia kompatybilność EMC Identyfikacja błędów systemu dystrybucji energii Dziękuję za uwagę TECH-SYSTEM ul. Młodzieży Polskiej 9/ Gdańsk tel fax Wojciech Bernadkiewicz Inżynier Projektu mobile