Být energetikem ve výrobním podniku je nelehká pozice. Jakmile dojde na výpadky, změny technologií nebo rozšiřování výrobních kapacit dochází k otázkám o kapacitě energetické sítě nebo o možnostech zajištění úspor. Jak však zajistit kapacitu a úspory zároveň?
Prakticky v každém výrobním závodě je možné snížit náklady na elektrickou energii. A to i bez dodatečných investic, například optimalizací výrobního procesu.
Velkou příležitostí pro úspory je však využití tzv. „rychlé kompenzace", kdy energetické špičky jsou zajištěny energií z „kondenzátorů", které se nabíjí v době mimo špičku. Výhodou kompenzace je i přítomnost filtrace negativních harmonických složek elektrické energie. Ty například u motorů působí v opačném směru jejich rotace, a tak je zapotřebí více energie pro jejich správné fungování. Nasazením filtrace tak dojde k další úspoře energie. Jak však odhadnout, zda se kompenzace vyplatí? A za jak dlouho se investice vrátí?
Pomůže praktický příklad
Pro hledání úspor v oblasti elektrické energie je zapotřebí zjistit její skutečný stav. To znamená, že se nebude vyhodnocovat podle „pomalé" normy ČSN 50160, která je určena pro elektrárny a dodavatele energie a pro podniky je zcela nevhodná. Provede se měření „rychlým" analyzátorem třídy A, který je schopen zaznamenat až 10.000 měření za sekundu, například Elspec G4500 BlackBox. Měření pak probíhá minimálně po dobu 1 týdne na transformátoru v podniku, který napájí výrobní technologie.
Měřili jsme v pivovaru
Takové měření probíhalo i v jednom z pražských pivovarů. V tomto případě došlo v měřeném období k výraznému poklesu napětí až na 130 V, které však bylo způsobeno dodavatelem el. energie. Kromě toho byla zjištěna vysoká úroveň harmonického zkreslení napětí a proudu, proudové nevyvážení a proud v nulovém vodiči. Tyto jevy se vytváří uvnitř elektrické sítě podniku provozováním různorodých výrobních technologií a přispívají k její nestabilitě a ke ztrátám energie. Naměřené hodnoty potvrdili i snížené schopnosti transformátoru poskytovat potřebný výkon. Ačkoli jeho štítkový výkon je 1,6 MVA a zdánlivý naměřený výkon byl 1,1 MVA, tedy v současnosti dostačující, přesto díky vysoké úrovni harmonického proudu je vinutí i jádro transformátoru vysoce tepelně namáháno a dochází ke snižování jeho životnosti.
V uvedeném případě pro odstranění zjištěných závad je možné nasadit dynamický kompenzátor Elspec Equalizer, který zajistí rychlou 2ms-reakci v reálném čase na probíhající děje, zajistí stabilizaci poklesů napětí, provede rychlou kompenzaci účiníku a odfiltruje 5. harmonickou složku, která byla při měření nejvýraznější.
Kolik se tedy ušetří?
Aby bylo možné zjistit, jak efektivní bude kompenzace v reálné situaci, vyvinula společnost Elspec simulační mechanismus, který podle reálně změřených dat vypočítá dosažených výsledků.
Simulace nejprve zkontroluje svou správnost dle změřených dat a následně vypočítá stav při instalaci odpovídajícího kompenzátoru. Jelikož kompenzace díky jejímu principu zvýší napětí sítě, ale provede jeho stabilizaci, lze toto napětí na transformátoru snížit po 2,5% krocích. Simulace tak spočítá i stav pro snížené napětí o 2,5 % a 5 %. Díky snížení napětí klesá i vlastní spotřeba transformátoru.
Výsledkem simulace na základě reálných dat z měření pak bylo pro 1,6 MVA transformátor snížení spotřebované energie, a tedy i ceny za energie, o 5,5 % (pro 2,5% pokles napětí) nebo až 10,2 % (při 5% snížení napětí).
Je návratnost do 1 roku pro český průmysl dostatečná?
V konkrétním případě byla průměrná spotřeba 600 kW za hodinu, tedy cca 14 400 kWh za den. Při sazbě pro průmysl 2,5 Kč/kWh jsou náklady na energie 36 000 Kč za den a 720 000 Kč za měsíc (pro 20 prac. dní). Pokud tedy vezmeme v úvahu úsporu 5,5 %, znamená to 39 600 Kč za měsíc a 475 200 Kč za rok. Při 10,2% úspoře energie je to snížení nákladů o 73 440 Kč za měsíc a ročně o 881 280 Kč
Rychlá kompenzace pro uvedenou situaci včetně instalace vychází na cca 800 000 Kč, což může znamenat méně než roční návratnost.
A to je úspora jen za spotřebu. Hlavním důvodem pořízení kompenzace je odstranění výpadků ve výrobě a úspora nákladů na údržbu a technologii. Náklady těchto výpadků jsou řádově vyšší, a tak reálná návratnost je ještě kratší.
Tímto nastává konec dohadům o výši uspořené energie, jelikož úspory lze na základě „rychlého" měření přesně vyčíslit, a odvodit návratnost investice do „rychlé" kompenzace.
Jaroslav Smetana
Blue Panther s.r.o.
