Optymalizacja energetyczna z zastosowaniem Systemu Nadzoru i Sterowania SyNiS na przykładzie Spółdzielni Mieszkaniowej w Łazach egmina, Infrastruktura, Energetyka Sp. z o.o. w Opolu Opole 2015
1. Wstęp Koszty dostawy ciepła dla ogrzewania budynków i podgrzewu ciepłej wody stanowią jedną z głównych pozycji w budżetach spółdzielni mieszkaniowych. Dodatkowo, biorąc pod uwagę, że ceny ciepła rosną znacznie szybciej niż inflacja, widoczny jest sukcesywny wzrost udziału tych kosztów w budżetach spółdzielni. Związane jest to głównie ze wzrostem cen nośników energii (gaz, węgiel, energia elektryczna), gdyż ich ceny rosły w ostatnich latach w tempie ok. dwa razy szybszym niż wskaźnik inflacji. Z tego powodu, każda inwestycja w obniżenie ilości zużywanej energii jest inwestycją bardzo opłacalną (bardziej niż typowe lokaty bankowe). Obecnie większośd spółdzielni mieszkaniowych wykonuje typowe prace termomodernizacyjne (ocieplenie budynków, wymiana okien, docieplenie stropodachów i stropów piwnic, montaż zaworów termostatycznych). Z uwagi na duży zakres tych prac i ich koszt, często te prace wykonywane są etapami i trwają wiele lat - zwłaszcza w przypadkach, gdy spółdzielnia nie korzysta z kredytów zewnętrznych. Taki sposób realizacji termomodernizacji powoduje, że spadek kosztów ciepła jest niewielki i praktycznie niezauważalny w skali całych zasobów spółdzielni. Dużo lepszym rozwiązaniem jest kompleksowa realizacja takiego programu w ciągu krótkiego okresu czasu, przy czym dla małych spółdzielni program może byd zrealizowany praktycznie w ciągu jednego roku, a dla dużych spółdzielni w ciągu 2-3 lat. Dzięki temu efekt z oszczędności będzie znacznie bardziej odczuwalny. Oczywiście, realizacja takiego programu w tak krótkim czasie wymaga zewnętrznego finansowania (np. kredyt termomodernizacyjny z premią, kredyt remontowy, finansowanie w ramach kontraktu ESCO). Taki sposób realizacji zadao termomodernizacyjnych powinien byd preferowany w spółdzielniach mieszkaniowych. Nie jest to jednak koniec możliwości racjonalizacji zużycia ciepła w zasobach spółdzielni. Ważnym aspektem jest możliwośd kontroli i regulacji ilości dostarczanego i odbieranego ciepła w samych budynkach. Taki nadzór nad pracą źródeł i odbiorów ciepła powinien odbywad się w sposób ciągły. Nie będzie to jednak możliwe, a przynajmniej bardzo utrudnione, w przypadku gdy właścicielem węzła cieplnego w budynku jest dostawca ciepła. Bardzo często budynki spółdzielcze zasilane są z węzłów grupowych lub kotłowni osiedlowych, które także należą do dostawcy ciepła. Taka sytuacja powoduje, że odbiorca ciepła zupełnie nie ma kontroli nad parametrami dostarczanego ciepła i jego ilością. Grupowe węzły cieplne (kotłownie centralne), zwłaszcza z centralnym systemem produkcji ciepłej wody, generują duże straty przesyłowe, które to straty zawsze pokrywa odbiorca koocowy. Dodatkowym problemem przy centralnym źródle ciepła należącym do dostawcy ciepła jest brak możliwości regulacji parametrów dostarczanego ciepła do poszczególnych budynków. Taka sytuacja powoduje, iż budynki po termomodernizacji są przegrzewane, gdyż w sieci musimy utrzymywad parametry wody grzewczej i ciepłej wody użytkowej dostoswane do najgorszego odbiorcy (budynki bez termomodernizacji lub umiejscowione w dużej odległości od źródła).
Rys. 1.1 Typowy scentralizowany system dostawy ciepła w spółdzielniach mieszkaniowych Najbardziej oczywiste wady zaprezentowanego systemu to: duże straty w przesyle C.W.U. i C.O., brak możliwości szczegółowego rozliczania C.W.U., brak możliwości regulacji temperatur C.W.U. i C.O. w budynkach, brak możliwości wprowadzania indywidualnych programów sterowania parametrami C.W.U. i C.O. w budynkach, koniecznośd zawyżenia parametrów do poziomu wymaganego przez najgorszy z budynków, brak możliwości monitorowania parametrów ciepła dostarczanego przez dostawcę, słabsze efekty przeprowadzonego procesu termomodernizacji budynków Wskazane problemy można rozwiązad przejmując kontrolę nad źródłami ciepła w budynkach, czyli poprzez wprowadzenie indywidualnych węzłów cieplnych dwufunkcyjnych. Węzły takie powinny należed do odbiorcy ciepła, gdyż tylko w takim przypadku możliwa będzie kontrola ilości i jakości dostarczanego ciepła. Aby w pełni wykorzystad dostarczane ciepło do takiego węzła, nie powinniśmy się ograniczadtylko do prawidłowego zaprojektowania i wykonania węzła, ale także musimy stworzyd aktywny system nadzoru i kontroli nad pracą takiego węzła. Należy tu mocno podkreślid, iż realizacja pełnego programu termomodernizacji wraz z aktywnym systemem nadzoru i sterowania, w większości przypadków generuje tak duże oszczędności, że możliwa jest spłata zaciągniętych kredytów z tych oszczędności bez konieczności podnoszenia opłat ponoszonych przez użytkowników. 2. System Nadzoru i Sterownia (SyNiS) nad pracą źródeł i odbiorów ciepła. Dotychczas inteligentne systemy sterujące wyposażone w interfejs umożliwiający bieżącą i dowolną ingerencję w sposób pracy źródeł i odbiorów energii (tzw. systemy typu SCADA) stosowane były głównie w procesach technologicznych w zakładach pracy lub w dużych systemach energetycznych lub ciepłowniczych. Z uwagi na duży koszt takich systemów zarządzania, potencjalny odbiorca energii nie brał w tym zarządzaniu udziału, a regulacja i sterownie dostawą energią w takich systemach było (i zazwyczaj jest) zarezerwowane tylko dla wytwórcy lub dystrybutora energii. Dostęp do możliwości zarządzania energią przez odbiorcę tej energii był praktycznie niemożliwy lub bardzo ograniczony. Z punktu widzenia dostawcy/dystrybutora energii - jako właściciela systemu zarządzania - udział odbiorcy w zarządzaniu energią jest nawet niepożądany, gdyż może spowodowad spadek (w skutek racjonalizacji) sprzedaży tej energii i kontrolę jakości dostawy. Z tego powodu dostawcy energii (zwłaszcza ciepła) dążą do tego, aby stad się właścicielem źródła także w budynkach odbiorcy. W taki sposób dostawca zapewnia sobie wpływ na parametry pracy takiego źródła, a także na ilośd i jakośd dostarczanej energii bez żadnego udziału odbiorcy.
Rola odbiorcy energii, w większości przypadków, sprowadza się jedynie do terminowej zapłaty za dostarczoną energię. W wielu przypadkach odbiorca jest nawet zmuszony płacid za przekroczenie mocy zamówionej jeżeli tylko dostawca stwierdzi, że została ona przekroczona - a przecież przekroczenie mocy nie musi wynikad z winy odbiorcy, ale z zastosowanego systemu sterownia czy sposobu rejestracji. Z praktyki wynika, że najczęściej przyczyną przekroczenia jest wcześniejsze zaniżenie przez dostawcę parametrów dostarczanej energii (np. zaniżenie temperatury zasilania wody grzewczej), czyli niedotrzymanie umownych parametrów jakościowych. Jest to kuriozalny przypadek kiedy to odbiorca jest karany za błędy dostawcy (sic!). Teoretycznie odbiorca może żądad bonifikaty za niedotrzymanie parametrów dostarczanego ciepła, ale w praktyce nie ma żadnych możliwości udowodnienia dostawcy, że takie odchylenie nastąpiło. Dostawca energii może w zasadzie w sposób dowolny zmieniad parametry dostarczanego ciepła w ciągu doby bez żadnych konsekwencji dla siebie. Co do zasady należy więc przyjąd, że odbiorca w każdym przypadku powinien byd właścicielem źródeł ciepła w swoim budynku - nie można zostawiad tych źródeł w rękach dostawcy energii, gdyż nigdy nie będzie on zainteresowany zmniejszeniem zużycia energii przez odbiorcę i dokonywaną kontrolą parametrów dostarczanego ciepła przez odbiorcę. Przejęcie źródła ciepła od dostawcy jest warunkiem koniecznym do wprowadzenia aktywnego zarządzania dostarczoną energią przez odbiorcę. Nie należy jednak od razu rezygnowad z dostaw ciepła sieciowego, lecz wykonad dokładną analizę kosztów dostawy tego ciepła w porównaniu z alternatywnymi paliwami (gaz, węgiel, pelet, olej opałowy, pompa ciepła) biorąc pod uwagę także koniecznośd ponoszenia dodatkowych nakładów na wybudowanie i koszty eksploatacji takich źródeł. Odejście od ciepła sieciowego jest więc zasadne tylko w przypadku, gdy cena tego ciepła jest wysoka, biorąc pod uwagę koszty stałe i zmienne stosowanej przez dostawcę taryfy. Taka analiza musi byd wykonana przez profesjonalnego i bezstronnego audytora energetycznego i warto taką symulację wykonad przed podjęciem decyzji o rezygnacji z ciepła sieciowego. W przypadku decyzji o korzystaniu z ciepła sieciowego należy jednak przejąd od dostawcy węzeł cieplny lub wybudowad własne, indywidualne węzły. Posiadanie źródła ciepła to pierwszy niezbędny krok do racjonalizacji zużycia energii. Drugim, równie ważnym krokiem, jest wprowadzenie inteligentnego systemu sterowania umożliwiającego monitorowanie i sterowanie pracą takiego węzła. Taką możliwośd daje System Nadzoru i Sterownia (SyNiS). System ten pozwala w sposób aktywny sterowad pracą źródła i odbiorów energii, co bezpośrednio przekłada się na zmniejszenie kosztów związanych ze zużywaną energią. Trzecim krokiem jest przekazanie nadzoru nad pracą Systemu SyNiS i węzłów profesjonalnej firmie, która będzie miała za zadanie optymalizowad zużycie energii w budynkach w celu obniżania kosztów związanych z ogrzewaniem budynków i podgrzewaniem cwu. SyNiS jest systemem aktywnym, w odróżnieniu od systemów standardowych opartych np. na typowych regulatorach. Aktywnośd systemu SyNiS polega na praktycznie dowolnym ustaleniu warunków pracy źródeł i odbiorów oraz zmianę tych parametrów w czasie rzeczywistym w zależności od zmiennych zewnętrznych i woli operatora systemu.
3. Centralny System Nadzoru i Sterownia Źródłami i Odbiorami Energii 3.1 Idea działania Systemu Nadzoru i Sterownia (SyNiS). W dobie Internetu możliwa jest pełna kontrola na pracą wszystkich urządzeo i systemów podłączonych do systemu. Rejestracja danych, sterowanie pracą urządzeo, informacja o awariach, rozliczanie za zużytą lub dostarczoną energię wszystkie to możemy uzyskad wykorzystując możliwości właśnie Internetu i techniki. Rys. 3.1. pokazuje taką właśnie koncepcję, która w fachowej literaturze określana jest mianem systemu Smart Grid. 3.2 Opis pracy systemu. 3.1 Koncepcja sterowania obiektami z użyciem Smart Grid Dane z obiektów (źródła energii i odbiory) przekazywane są do sterowników lokalnych (przy niewielkiej ilości danych z obiektów, jeden sterownik może obsługiwad kilka obiektów). Zebrane dane i informacje odczytywane przez sterownik służą do aktywnego sterowania pracą wszystkich urządzeo obiektowych poprzez zmianę parametrów pracy tych urządzeo (lokalne sterownie autonomiczne). Do sterowania i zbierania danych wykorzystano sterownik przemysłowy swobodnie programowalny z dotykowym panelem operatorskim. Sterownik ten daje duże możliwości i swobodę programowania algorytmów sterowania oraz umożliwia ciągłą komunikację i przekazywanie danych poprzez sied teletechniczną (Internet) do serwera i dalej do użytkowników systemu. Węzeł cieplny został wyposażony w odpowiednie układy pomiarowe i wykonawcze (pompy, zawory dwu i trójdrogowe, liczniki ciepła, wodomierze, elektrozawory, czujniki temperatury), które zostały podłączone do sterownika.
Sterownik zaopatrzony w przygotowany indywidualnie dla danego węzła program sterujący, zarządza pracą całego węzła oraz komunikuje się z serwerem i dalej z użytkownikami zewnętrznymi poprzez sied internetową. Serwer umożliwia gromadzenie danych historycznych, które udostępniane są w wygodny dla użytkownika sposób. System SCADA umożliwia analizę, obróbkę i przetwarzanie zebranych danych. Aplikacja ta dodatkowo umożliwia generowanie powiadomieo alarmowych (np. poprzez SMS) o przekroczeniach parametrów. Sewer pełni jeszcze jedną ważną rolę stanowi zabezpieczenie przed niepowołanym dostępem do sterownika, przyznając poszczególnym użytkownikom tylko odpowiedni dla nich poziom dostępu. Niektórzy użytkownicy mają tylko wgląd w stan aktualny węzła, inni dodatkowo w dane historyczne, a jeszcze inni mają możliwośd sterowania pracą węzła. 3.2 Uproszczony schemat budowy systemu SyNiS
Centrum Sterownia komunikuje się z każdym ze sterowników i zbiera wszelkie informacje i dane o pracy obiektów. Dane te wykorzystywane są do aktywnego sterowania pracą wszystkich obiektów z wykorzystaniem ustalonych algorytmów pracy konkretnych urządzeo. System wykorzystuje możliwośd zmiany parametrów pracy obiektów lub źródeł energii, w tym ich zamiany, w zależności od przyjętych założeo technologicznych i ekonomicznych. Dodatkowo system na bieżąco zbiera wszelkie informacje o obiektach (temperatury, przepływy, wskazania liczników ciepła lub energii elektrycznej) i je archiwizuje. W sposób automatyczny (np. informacja wysyłana na telefon komórkowy) system powiadamia operatora lub obsługę o awariach lub błędnej pracy urządzeo obiektu. Umożliwia on także bieżące podawanie stanu liczników (wodomierze, liczniki ciepła, liczniki energii elektrycznej, gazomierz itp.). Komunikacja miedzy sterownikami a czujnikami (pompami, zaworami etc.) oraz między sterownikami a Centrum Sterowania (serwerem) odbywa się z wykorzystaniem całej gamy protokołów dobieranych w zależności od konkretnych uwarunkowao (odległości, zakłóceo etc.). Natomiast, komunikacja miedzy Centrum Sterowania a użytkownikami systemu (operatorzy, serwis, odbiorca i dostawca energii, dowolny użytkownik) odbywa się z wykorzystaniem sieci internetowej. System archiwizacji danych umożliwia prezentację wyników pracy obiektów w wybranej formie (wykresy, dane tabelaryczne) oraz przekazuje dane do działu rozliczeo. Dodatkowo system umożliwia prowadzenie w zasadzie dowolnych statystyk, obliczeo, raportów i analiz na wszelkich zarchiwizowanych danych, co daje nieograniczone możliwości przewidywania zużycia, billingowania, analiz strat oraz dokonywania zmian w systemie w celu podnoszenia efektywności pracy węzła. Każdy z uczestników systemu może mied dostęp do odpowiednich danych w zależności od ustalonego progu dostępności ; przykładowo: zarządca budynku będzie miał dostęp do danych historycznych i bieżących dotyczących parametrów pracy obiektu z możliwością ich zmiany, dział rozliczeo będzie miał dostęp do okresowych raportów zużycia, serwis techniczny będzie powiadamiany o awariach z wykorzystaniem wiadomości SMS przesyłanych na telefony komórkowe, Operator Systemu może zmieniad algorytmy pracy sterownika i w ten sposób zmieniad parametry pracy sterownego obiektu lub zmienid rodzaj pracujących źródeł energii. System umożliwia także bieżącą kontrolę parametrów dostarczanych mediów (ciepło, energia elektryczna, gaz) przez dostawców zewnętrznych i kontroluje cały system pod kątem nieprzekraczania mocy zamówionych (strażnik mocy).
3.3 Zasada tworzenia systemu SyNiS. W kolejnych krokach pokazujemy, jakie czynności należy wykonad, aby wdrożyd System SyNiS. 1) Wykonanie audytu energetycznego (ocena stanu technicznego źródeł i instalacji, obliczenie zapotrzebowania na energię i moc, określenie bieżących kosztów związanych ze zużyciem energii) 2) Opracowanie modelu SyNiS i koncepcji rozwiązao technicznych dotyczących zmian w obiektach (opomiarowanie, sterowanie i urządzenia wykonawcze), w tym analiza możliwości wykorzystania energii odnawialnej 3) Oszacowanie przewidywanych nakładów inwestycyjnych związanych z wprowadzeniem sytemu SyNiS 4) Oszacowanie przewidywanych oszczędności w kosztach energii i zużywanych mediów po wprowadzeniu SyNiS. 5) Wybór i oprogramowanie sterowników obiektowych (typowe sterowniki i oprogramowanie) sterujących pracą źródeł i odbiorów 6) Opracowanie minimalnych (standardowych) wymagao dla urządzeo pomiarowych i wykonawczych, wraz z analizą możliwości wykorzystania urządzeo i pomiarów istniejących 7) Opracowanie metod systemu komunikacji urządzeo pomiarowych i wykonawczych z układami sterownia na obiektach 8) Wykonanie programów sterownia pracą urządzeo wykonawczych i regulacyjnych 9) Prace montażowe i instalacyjne układów pomiarowych i wykonawczych na obiekcie (budowa lub modernizacja węzła) wraz z systemem komunikacji 10) Wykonanie programu do zbierania, archiwizacji, monitorowania i wizualizacji danych (SCADA) 11) Wykonanie programu dla zapewnienia pełnej komunikacji dwustronnej między obiektami a Centrum Sterowania (SCADA) 12) Utworzenie Centrum Sterownia Lokalnymi Źródłami i Odbiornikami Energii 13) Nadzór i serwis operatorski nad pracą Systemu wraz z systemem bezpieczeostwa dostępu 14) Stała korekta i ulepszanie programu sterującego pracą Systemu pod kątem podnoszenia efektywności energetycznej i ekonomicznej 15) Kontrola parametrów dostarczanych mediów przez dostawców zewnętrznych 16) Dokonywanie rozliczeo wewnętrznych/zewnętrznych za zużytą energię lub media 17) Optymalizacja pracy systemu w stanach awaryjnych i kryzysowych Należy podkreślid, że opracowane algorytmy sterownia pracą źródeł i odbiorów energii (kotłownie, węzły cieplne, układy kogeneracji, systemy solarne, pompy ciepła, rekuperatory) są wynikiem wieloletnich doświadczeo i obserwacji pracy podobnych układów w warunkach rzeczywistych. Wykorzystujemy tutaj duże doświadczenie praktyczne członków naszego zespołu, w skład, którego wchodzą osoby z długoletnim doświadczeniem w zakresie wykonania i wdrażania algorytmów sterownia w różnorodnych procesach technologicznych (w tym w bardzo skomplikowanych procesach przemysłowych). Dodatkowo zespół nasz na bieżąco analizuje pracę danego systemu i wprowadza korekty i zmiany w oprogramowaniu dla uzyskania jak najlepszych efektów energetycznych (podnoszenie sprawności cząstkowych układu) i ekonomicznych (np. analiza wykorzystanej mocy zamówionej i jej korekta poprzez odpowiednie sterownie pracą systemu).
3.4 Efekty wprowadzenia SyNiS. Efekty wprowadzenia systemu SyNiS to: 1) Pełna kontrola nad pracą źródeł energii wraz z kontrolą parametrów dostawy energii przez dostawców zewnętrznych 2) Możliwośd ustalania optymalnych algorytmów pracy źródeł i odbiorów pod kątem zapewnienia odpowiednich parametrów dostawy energii, jej rozdziału i lokalnych parametrów jej wykorzystania (odbioru) 3) Bieżąca analiza efektywności wykorzystania energii i mediów wraz z aktywną reakcją systemu na obniżenie efektywności, w tym efektywności ekonomicznej 4) Bieżąca kontrola wielkości mocy zamówionej w stosunku do aktualnie używanej mocy dla ciepła, gazu lub energii elektrycznej z możliwością jej czasowego obniżania (strażnik mocy) 5) Bieżąca kontrola parametrów pracy źródeł i odbiorów z automatycznym powiadamianiem serwisu (obsługi) o zakłóceniach w pracy lub stanach awaryjnych 6) Wprowadzanie indywidualnych programów pracy źródeł i odbiorów energii, a także programów nadrzędnych, wykorzystujących wzajemne relacje współpracy źródeł lub potrzeb odbiorów 7) Obniżenie ilości zużywanej energii przez obiekty i kosztów jej dostawy poprzez optymalizację współpracy różnych źródeł energii z różnymi odbiorami 8) Dostarczanie danych do rozliczeo za zużytą energię i media (liczniki ciepła, liczniki gazu, wodomierze, liczniki energii elektrycznej) 9) Archiwizacja i prezentacja danych wskazanym osobom w trybie ciągłym ( on line ) 10) Wprowadzenie programu zarządzania kryzysowego w przypadkach awaryjnych System jest całkowicie bezpieczny od strony możliwości dostępu osób trzech (nieupoważnionych), gdyż dostarczanie danych do użytkowników następuje bez komunikacji ze sterownikiem obiektowym. Dostęp do sterownika ma tylko Operator Systemu. Dodatkowym, ważnym elementem systemu, jest możliwośd ciągłej kontroli parametrów dostarczanych mediów przez dostawców zewnętrznych, wraz z wykazaniem momentów niedotrzymania parametrów dostawy, co może byd podstawą do żądania stosowania upustów z tytułu zaniżenia wymaganych parametrów. System umożliwia aktywny udział Odbiorcy w ustalaniu parametrów pracy systemu z wykorzystaniem aktywnego Panelu Operatora, np. podniesienie lub obniżenie krzywych grzewczych, ustalenie temperatury ciepłej wody, wyłączanie zbędnych odbiorów energii w wyznaczonych godzinach, czasowe wyłączanie wytypowanych odbiorów, w celu nieprzekroczenia mocy zamówionych itp. Szczegółowe zasady współpracy między Inwestorem a Operatorem systemu SyNiS zostają ustalone w formie umowy, w której co do zasady przyjmuje się, że wynagrodzenie Operatora zależy częściowo od uzyskanych efektów obniżenia kosztów związanych z dostarczoną i zużytą energią oraz innymi mediami. Takie powiązanie wysokości wynagrodzenia Operatora z obniżeniem kosztów związanych ze zużyciem energii jest bardzo stymulujące zarówno dla Odbiorcy, jak i Operatora, dla ciągłego poszukiwania możliwości usprawnienia działania sytemu SyNiS i generowania kolejnych oszczędności. Efekty wdrożenia systemu SyNiS przedstawiamy na przykładzie niewielkiej spółdzielni mieszkaniowej składającej się z 13 budynków (12 mieszkalnych i jeden budynek administracyjno-usługowy).
4. Program termomodernizacji i wdrożenie systemu SyNiS w Spółdzielni Mieszkaniowej w Łazach k/zawiercia. Budynki Spółdzielni Mieszkaniowej w Łazach zostały wybudowane w technologii wielkiej płyty w latach 80-tych XX wieku. Częśd budynków była pokryta płytami osłonowymi acekol z azbestem. Koszty związane ze zużyciem ciepła były bardzo wysokie. W roku 2012 koszt ogrzewania 1m2 powierzchni mieszkalnej wynosił ok 3,7 zł/m2/m-c, a koszt podgrzewania ciepłej wody dochodził do 35 zł/m3. Tak wysokie koszty wynikały nie tylko ze złego stanu technicznego budynków, ale także z wysokich kosztów dostawy ciepła. Stosowana przez dostawcę ciepła (Tauron Ciepło S.A.) taryfa zawierała bardzo wysoki udział kosztów stałych w cenie ciepła (ok 56%). Średnia cena 1 GJ przekraczała 85 zł. Powierzchnia użytkowa budynków wynosi ok 22 tys.m 2 (ok. 400 mieszkao i ok.900 osób) Pod koniec 2012 roku, Zarząd Spółdzielni oraz Rada Nadzorcza podjęła decyzję o wykonaniu audytów energetycznych dla wszystkich budynków i wykonania analizy opłacalności przeprowadzenia termomodernizacji zasobów spółdzielni wraz ze zmianą źródeł ciepła. Analizy wykazały pełną opłacalnośd programu oraz przewidywały wybudowanie indywidualnych kotłowni gazowych. W lutym 2013 roku, na Zebraniu Członków Spółdzielni podjęto decyzję o przystąpieniu do programu i zaciągnięciu kredytu w wysokości 5,8 mln złotych. Program modernizacji obejmował: pełną termomodernizację budynków (ocieplenie ścian, wymiana okien piwnicznych, docieplenie stropodachów, docieplenie stropów piwnic, likwidację azbestu), wykonanie nowych źródeł ciepła w budynkach, utworzenie Systemu Nadzoru i Sterownia (SyNiS), podpisanie wieloletniej umowy z operatorem na zarządzanie energią w zasobach spółdzielni. Prace termomodernizacyjne rozpoczęto w miesiącu lipcu i zakooczono w grudniu 2013 roku. Jednocześnie prowadzono rozmowy z dostawcą ciepła w celu wypracowania korzystnych warunków dostawy ciepła. Negocjacje zakooczyły się sukcesem, co pozwoliło na unikniecie kosztów budowy kotłowni gazowych i na dzieo dzisiejszy spółdzielnia korzysta z ciepła dostarczanego przez dotychczasowego dostawcę. W ramach modernizacji systemu ogrzewania wykonano 12 węzłów cieplnych dwufunkcyjnych, oraz jeden węzeł jednofunkcyjny. Cały system jest sterowany i nadzorowany przez system SyNiS. Przewidywane efekty realizacji programu: obniżenie kosztu podgrzewania ciepłej wody o ok. 50%, obniżenie kosztu ogrzewania budynków o ok. 50%, spłata zaciągniętych kredytów z uzyskanych oszczędności, wprowadzenie bieżącej kontroli i aktywnego systemu sterownia pracą węzłów z wykorzystaniem systemu SyNiS (umowa z Operatorem SyNiS).
W tabeli poniżej porównano koszty przed i po wdrożeniu Systemu SyNiS i wykonaniu termomodernizacji budynków (porównanie roku 2012 do 2014). Rodzaj opłaty/kosztu przed termo po termo jedn opłata za moc zamowioną 27 527,66 11 300,00 zł/mw/m-c opłata za ciepło 40,42 49,56 zł/gj moc zamówiona c.o. 1,400 0,820 MW moc zamówiona c.w.u. 0,550 0,095 MW zużycie ciepła na c.o. (*) 10 532 5 723 GJ/rok zużycie ciepła na c.w.u. 4 374 2 970 GJ/rok Razem zużycie ciepła 14 906 8 693 GJ/rok powierzchnia ogrzewana 20 833,20 20 833,20 m2 ilość cwu 11 517 9 548 m3/rok koszty stałe c.o. 462 465 111 192 zł/rok koszty zmienne c.o. 425 703 283 632 zł/rok koszty c.o. razem 888 168 394 824 zł/rok jedn. koszt ogrzewania 3,55 1,58 zł/m2/m-c koszty stałe c.w.u. 181 683 12 882 zł/rok koszty zmienne c.w.u 176 797 147 193 zł/rok koszty c.w.u. razem 358 480 160 075 zł/rok koszt jednostkowy c.w.u. 31,13 16,77 zł/m3 wskaźnik zużycia dla c.o. 0,51 0,27 GJ/m2/rok wskaźnik zużycia dla c.w.u 0,38 0,31 GJ/m3 sprawność cwu (dla 45st.C) 38,61% 47,15% koszt obsługi i energii elekr. 0 73 475 zł/rok koszty c.o. + cwu razem 1 246 648 628 374 zł/rok koszt jedn. c.o. + cwu 4,99 2,51 zł/m2/m-c zmniejszenie kosztu rocznie 618 273 zł/rok oszczędność na 1m2/m-c 2,47 zł/m2/m-c (*) zużycie ciepła dla sezonu standardowego System SyNiS po dwóch sezonach grzewczych pracuje bez zarzutu, przy czym ciągle trwają prace nad ulepszeniem technologii pracy węzłów w celu uzyskania maksymalnych oszczędności. Ważnym elementem umowy z Operatorem systemu SyNiS jest jego udział w uzyskanych oszczędnościach. Takie dodatkowe wynagrodzenia za obniżenie kosztów jest bardzo stymulujące nad intensywną pracą związaną z ulepszaniem pracy systemu SyNiS i daje poczucie pewności dla inwestora co do przyszłych rezultatów. System ten nadzoruje i steruje pracą 13 węzłów cieplnych zainstalowanych w budynkach. Program umożliwia także generowanie historycznych wykresów, raportów pracy węzłów, alarmów (wiadomości SMS na telefony komórkowe), rejestrów logowania, raportów awarii w pracy węzłów, a przede wszystkim pozwala na aktywne sterownie i ustawienie parametrów pracy węzłów w trybie on line z wykorzystaniem Internetu. Zmiany programowe w sterowniku także odbywają się z wykorzystaniem Internetu.
Na Slajdzie poniżej pokazano schemat technologiczny wybranego węzła cieplnego.
5. Podsumowanie Podstawowe zalety systemu SyNiS: 1. Możliwośd obserwacji pracy źródeł i odbiorów ciepła oraz aktywne sterownie pracą tych układów. Dostarczane dane historyczne pozwalają porównad efektywnośd pracy różnych instalacji w budynkach i w sposób stały kontrolowad tę efektywnośd. 2. System pozwala na dużą swobodę w zakresie ustalania algorytmów pracy układów oraz zmianę oprogramowania sterowników z wykorzystaniem łączności internetowej, bez konieczności obecności na obiektach. 3. System alarmów opary jest o informację wysyłaną w formie SMS na telefony komórkowe do wskazanych osób obsługujących, co znacznie ułatwia nadzór nad pracą układów i reakcję na awarie. 4. Dzięki systemowi SyNiS, układy technologiczne są dobrane optymalnie (brak przewymiarowania). Dodatkowo SyNiS wykorzystuje dane z liczników ciepła, liczników wody i energii elektrycznej do stałej kontroli pracy węzłów, bez konieczności montowania oddzielnych pomiarów. W ten sposób spadają koszty inwestycji. 5. System na bieżąco kontroluje parametry dostarczanej energii przez dostawców zewnętrznych, co pozwala na ewentualne egzekwowanie opustów za niedotrzymywanie parametrów, a także pozwala kontrolowad wielkośd pobieranej mocy przez węzły. 6. Niski koszt systemu SyNiS w porównaniu z uzyskanymi efektami jego pracy. 7. Generowanie dowolnych raportów i wskaźników pracy źródeł i odbiorów energii 8. Obniżenie kosztów zużycia energii elektrycznej przez węzeł 9. Zastosowanie systemu SyNiS zawsze powoduje ograniczenie kosztów związanych ze zużyciem energii i pozwala w pełni wykorzystad efekty termomodernizacji budynków. Osiągane oszczędności, w powiązaniu z programem termomodernizacji budynków, często przekraczają 50% kosztów dotychczasowych, co pozwala na spłatę całej inwestycji z uzyskanych oszczędności. 10. Oferowana usługa Operator Systemu SyNiS gwarantuje prowadzenie stałego nadzoru nad pracą źródeł i odbiorów energii przez zespół specjalistów i obniżenie kosztów związanych z energią. 11. Dzięki Systemowi SyNiS zmieniają się zasady projektowania i doboru źródeł i odbiorów ciepła, a także sposób ich eksploatacji Ostatnie realizacje z wykorzystaniem Systemu SyNiS: 1) Spółdzielnia Mieszkaniowa w Łazach - 13 węzłów 2) Spółdzielnia Mieszkaniowa w Opolu 30 węzłów (docelowo ponad 150) 3) Wspólnota Mieszkaniowa w Opolu - kolektory słoneczne + węzeł cieplny 4) Szpital MSW w Głuchołazach kotłownia gazowa, kolektory słoneczne, kogeneracja gazowa 5) Mikrobiogazownia w Urbanowicach kontrola pracy komory fermentacyjnej i kogeneratora 6) Firma Kuźnia Glinik Sp. z o.o. w Gorlicach - 35 układów pomiarowych 7) Conbelts Bytom S.A. 5 węzłów technologicznych 8) Polontex Częstochowa węzeł parowy Należy jednak zaznaczyd, że tylko wdrożenie Systemu w połączeniu z usługą Operatora Systemu SyNiS pozwala w pełni wykorzystad możliwości jakie ten System stwarza.