工場とビルのカップリング：持続可能な相乗効果を生み出す中央エネルギーマネージャ Emalytics Automationビル管理システムは、データフォーマットを調和させ、セクターをインテリジェントにネットワーク化します。

簡単な概要

ファクトリーオートメーションとビルディングテクノロジセクターのカップリングを使用して、製造のエネルギーパイロット制御を実現できます。ここでは、データは包括的なオートメーションとネットワーク化の基礎となります。すべてのセクターが同じ言葉を話すためには、デジタル化が必要です。データインターフェースと調和のとれたデータフォーマットにより、従来型のビルディングテクノロジと製造機械との間の標準化された通信が可能になります。組織全体をさらに最適化するためのやりとりを検出するには、この方法しかありません。

フエニックス・コンタクトではEmalytics Automationがこの役割を担います。このソリューションはビル管理システムとして開発され、製造拠点全体のエネルギー消費を向上させるのに使用できます。あらゆる業界からのデータをEmalyticsで使用可能にするという目的で、管理システムはそれを均一なフォーマットに変換し、フエニックス・コンタクトクラウドに保管します。

すべての拠点でのエネルギー最適化

エネルギーの生成、分配、消費 – 包括的にネットワーク化されたエネルギーシステムからなるこの三つ組は、適切な時にまさに必要な場所にエネルギーを供給します。これには、再生可能電気エネルギーに基づくスマートセクターカップリングが必要です。このようなコンセプトが、All Electric Societyのビジョンの基盤を形成します。エネルギー産業、インフラ、モビリティの各セクターの、電化、ネットワーク化、オートメーションの全体的アプローチは、大規模だけではなく、小規模でも機能します。電気エンジニアリング、エレクトロニクス、およびオートメーションのコンポーネントとシステムにより、フエニックス・コンタクトは、このために、製造とビルディングオートメーションとの間の持続可能な相乗効果を生み出すソリューションを提供しています。後者は未来の中央エネルギー管理のタスクを実行する可能性があります。図のように、スケジュール部門に大型注文が到着する場合、例えばビル管理システムが内部バッテリーストレージシステムに充電して、後で製造で想定されるピーク負荷を補うことができます。これを行うためには、ユニットごとのエネルギー消費の大きさを知る必要があります。

バッテリーモジュールによる、エネルギーの需要と供給の一時的デカップリング

自家発電エネルギーの分配と貯蔵がセクターカップリングの1つのコアコンセプトだとすると、エネルギー供給企業によって従来の方法で生成されたエネルギーのバッファリングは、フォールバック戦略です。ターゲットを絞った低コスト電力の購入、資産とエネルギー貯蔵システムのカップリング、効果的なピーク負荷管理（ピークシェービング）により、受け入れることのできるコストで高可用性を確保することができます。これにより、例えば製造での高い設備稼働率や、相当な季節的暖房または冷房の要件など、大きなエネルギー要件を、経済的なkWh価格で満たすことができます。そのため、電力は社内で生成されるエネルギーが十分でなく、従来型のエネルギーが低価格で入手可能なことが明らかな場合には購入すべきです。これには需要と供給の一時的なデカップリングが関わります。

このような一時的なデカップリングは、再生可能発電機、つまり風力タービン発電機や太陽光発電システムに移転することもできます。バッテリーモジュール機器との組合せにより、日中に生成された過剰エネルギーを夜間に使用する機会も生まれます。つまりドイツ再生可能エネルギー法（EEG）システムも、生成されたエネルギーが不要な場合には送電網に接続したままにすることができます。代わりに、国は補償サービスのコストを節約することができます。2022年に連邦ドイツ政府は、過負荷送電網や不十分なエネルギー消費によってグリッドから切り離す必要のあったEEGシステムの補償に、約8億ユーロを支払いました。これは暖房または冷房要件が少ない、強風や晴天の場合です。特定の実装では、風力発電基地／ソーラーパークとストレージシステムの組合せは、共通グリッド接続ポイントで最も良く維持されます。これにより、エネルギー貯蔵システムを介して一次制御電力を提供できるリザーブユニットが生まれます。つまり、古い風力発電基地も一次制御電源市場に参加することができます。

二次変電所のインテリジェントなデジタル化

自己充足型の工場内のエネルギーの相互関係が機能しても、小宇宙は高次の大宇宙から切り離すことはできないということが明らかになります。これは、小規模および大規模なセクターが互いに緊密な関係を持つからです。製造会社の電源が保全される場合、多数の分散ネットワーク機器の要件も考慮しなければなりません。再生可能エネルギーの拡大により、送電網と、なにより二次変電所にとっての課題は増える一方です。既に述べたとおり、風力タービン発電機やソーラーパークなどの分散エネルギー生成システムの運用は不規則で、そのため変動する降伏荷重で高電圧および中電圧送電網に負担がかかります。そのためグリッドは、よりスマートになって早い段階でグリッドの臨界点を検出する必要があります。

この分野でも、フエニックス・コンタクトは、二次変電所のインテリジェントなデジタル化向けのソリューションを提供しているため、すべての変電所の透明性と外観をリモートで確保できます。収集される測定値は、グリッドの変動が排除され、障害をより迅速に修正できるように、電圧レベルの自動調整に使用されます。電圧変動の自動補正により、製造業と住民への信頼性の高い電力供給を確保します。

このいくつかの例は、All Electric Societyへの道にあるセクターカップリングの可能性を示しています。また、複雑な関係は、さらなるデジタル化と測定値データ収集用のセンサのターゲットを絞った使用によってのみ取り組むことができるということも明らかになります。製造では、外部イベントをオートメーションシステムに組み込む必要があります。これには、例えば製造制御からの情報、エネルギー市場からの経済データ、ビルと機械の想定される使用方法などが含まれます。このデータはビル管理システムEmalyticsから直接取り込まれます。ソリューションの心臓部にはIIoTフレームワークがあります。正規化後、記録された情報ポイントは、サーバーベースのデータベースとしてネットワーク全体で使用可能になります。誰がアクセスするか、誰がネットワークに接続されているかは関係ありません。そのため、これは機械であったり、太陽光発電システム、ポンプ、換気システムであったりします。そのためEmalyticsは、ネットワークの長期的な最適化に貢献します。

ポイント：

過去数十年の従来のビルディングテクノロジは、特にセクターカップリングの点で、現在著しく多くの結果を達成しています。フエニックス・コンタクトは、Emalyticsにより、充電ステーションとエネルギー管理システム、換気・照明と施設管理、エネルギー貯蔵システムと製造といった、異なるアプリケーション分野を組み合わせることができるソリューションを使用しています。このカップリングのメリットは、建物全体から場所全体まで、エネルギー効率の点で最適化できることです。ここでの改善は、太陽光発電電力の自己使用から、全体的なエネルギー節約と予知保全、さらにはピーク負荷管理までに広がります。