Зв'язок між заводом і будівлею: центральний енергоменеджер створює синергетичні ефекти на засадах сталого розвитку Система управління будівлею Emalytics Automation гармонізує формати даних та інтелектуально поєднує сектори між собою.

Анотація

Об'єднавши сектори автоматизації підприємства й технологій для будівель, можна досягти енергоефективного попереднього контролю виробництва. Дані слугують основою для комплексної автоматизації та мережевої взаємодії. Оцифрування необхідне для того, щоб усі сектори говорили однією мовою. Інтерфейси даних і гармонізовані формати даних забезпечують стандартизований зв'язок між традиційними технологіями для будівель і виробничими машинами. Це єдиний спосіб виявити взаємодію, щоб оптимізувати весь організм на подальших етапах.

У Phoenix Contact цю роль виконує Emalytics Automation. Розроблене як система управління будівлею це рішення може бути використане для підвищення енергоефективності цілих виробничих майданчиків. Щоб зробити дані з усіх напрямків придатними до використання в Emalytics, система управління приводить їх до стандартизованого формату і зберігає в хмарі Phoenix Contact.

Енергетична оптимізація цілих об’єктів

Виробляти, розподіляти та споживати енергію: ця тріада цілісної мережевої енергетичної системи забезпечує енергію саме там, де вона потрібна, і в потрібний час. Це вимагає розумного поєднання секторів на основі відновлюваної електроенергії. Така концепція лежить в основі бачення майбутнього All Electric Society. Цілісний підхід до електрифікації, об’єднання в мережу й автоматизації енергетичного, промислового, інфраструктурного та мобільного секторів працює не лише у великих масштабах, але й на менших підприємствах. Завдяки компонентам і системам для електротехніки, електроніки та автоматизації Phoenix Contact пропонує рішення, які створюють сталі синергетичні ефекти між виробництвом та автоматизацією будівель. Останній має потенціал взяти на себе роль центрального енергоменеджера в майбутньому. Проілюструємо це так: якщо, наприклад, заплановано велике замовлення, система управління будівлею заряджає внутрішній акумулятор, щоб згодом він міг згладити пікове навантаження, яке очікується на виробництві. Для цього необхідно знати, скільки енергії витрачається на одиницю продукції.

Часове розв’язування попиту та пропозиції енергії за допомогою пристроїв накопичення енергії

Якщо розподіл та зберігання енергії, виробленої власними силами, є однією з основних ідей поєднання секторів, то завчасна буферизація енергії, виробленої традиційним способом енергопостачальними компаніями, є очевидною резервною стратегією. Цільова закупівля дешевої електроенергії, поєднання об'єктів із пристроями накопичення енергії та ефективне керування піковим навантаженням (обмеження пікового навантаження) забезпечують високу доступність за прийнятних витрат. Таким чином, великі потреби в енергії — наприклад, в умовах високого завантаження виробничих потужностей або сезонних значних потреб в опаленні чи охолодженні — можна задовольнити за економічно вигідними цінами на кВт/год. Тому електроенергію слід купувати тоді, коли можна передбачити, що власної енергії буде недостатньо, а традиційна енергія доступна за вигідними цінами. Йдеться про часове розв’язування попиту та пропозиції.

Таке часове розв’язування також можна застосовувати до відновлюваних джерел енергії — тобто вітроенергетичних і фотоелектричних установок. Поєднання із пристроями накопичення енергії створює можливість споживати накопичений протягом дня надлишок енергії вночі. Установки EEG (закон про відновлювані джерела енергії) також можуть залишатися підключеними до мережі, якщо енергія, яку вони виробляють, не потрібна. Держава, в свою чергу, економить витрати на компенсаційні виплати. У 2022 році федеральний уряд виплатив близько 800 мільйонів євро компенсації за установки, встановлені відповідно до Закону про відновлювані джерела енергії, які довелося вивести з мережі через перевантаження мереж або недостатнє споживання енергії. Це може статися у вітряні та сонячні дні, коли немає потреби в опаленні чи охолодженні. На практиці поєднання вітрового/фотоелектричного парку та системи накопичення енергії відбувається в кращому випадку в загальній точці підключення до мережі. Таким чином створюється резервний блок, який може забезпечити первинну номінальну потужність на основі вашого пристрою накопичення енергії. Це означає, що старі вітропарки також можуть брати участь у ринку первинної номінальної потужності.

Інтелектуальне оцифрування локальних мережевих підстанцій

Якщо енергетичні взаємодії всередині автономної фабрики працюють, стає зрозуміло, що мікросвіт не можна відокремити від вищого макросвіту. Це пояснюється тим, що малий і великий сектори тісно пов'язані між собою. Щоб гарантувати енергопостачання виробничого підприємства, необхідно також враховувати вимоги багатьох учасників децентралізованої мережі. Розширення використання відновлюваних джерел енергії створює дедалі більші виклики для електромереж і, зокрема, для локальних станцій. Як уже згадувалося, децентралізовані виробничі установки — такі як вітроенергетичні установки або фотоелектричні парки — працюють нерегулярно, а отже, навантажують високовольтні та середньовольтні мережі з коливаннями потужності. Тому мережа повинна стати розумнішою і розпізнавати критичні точки мережі на ранній стадії.

Phoenix Contact також пропонує рішення в цій галузі для інтелектуального оцифрування станцій локальної мережі і, таким чином, забезпечує прозорість і огляд всіх станцій на відстані. Зафіксовані виміряні значення використовуються для автоматичного регулювання рівнів напруги, щоб усунути коливання в мережі та швидше позбавитися несправностей. Автоматичне вирівнювання коливань напруги забезпечує надійне енергопостачання як для промислових підприємств, так і для населення.

Ці кілька прикладів показують потенціал поєднання секторів на шляху до All Electric Society. Очевидно також, що складні взаємозв'язки можуть бути узгоджені лише за умови подальшого оцифрування й цілеспрямованого використання сенсорних технологій для запису даних вимірювань. У рамках виробництва зовнішні події мають бути інтегровані в автоматизацію. Це, наприклад, інформація з виробничого контролю, економічні дані з енергетичного ринку або очікуване використання будівель і машин. Ці дані надходять безпосередньо із системи управління будівлею Emalytics. Платформа промислового Інтернету речей виступає як серце рішення. Після нормалізації записані інформаційні точки стають доступними для всієї мережі у вигляді бази даних на сервері — незалежно від того, хто має доступ до мережі або підключений до неї. Таким чином, це може бути як машина, так і фотоелектрична установка, насос або система вентиляції. Тож Emalytics сприяє оптимізації мережі в довгостроковій перспективі.

Висновок

Класичні технології для будівель минулих десятиліть сьогодні можуть зробити набагато більше, особливо коли йдеться про поєднання секторів. З Emalytics компанія Phoenix Contact покладається на рішення, яке дозволяє поєднати між собою різні сфери застосування — зарядні станції з управлінням енергоспоживанням, вентиляцію та освітлення з управлінням об'єктами або пристрої накопичення енергії з виробництвом. Перевага такого з'єднання полягає в тому, що цілі будівлі і навіть ділянки можна оптимізувати з погляду енергоефективності. Покращення тут варіюються від самостійного використання сонячної енергії до загальної економії енергії, завчасного технічного обслуговування та керування піковим навантаженням.