Spis treści
Polska gospodarka jest w takim momencie rozwoju, że koszty energii rosną, podobnie jak płace. Aby utrzymać zyski i dalej się rozwijać trzeba dokładnie zwracać uwagę na wydatki na media. Wysokie rachunki za prąd to sygnał, że należy przyjrzeć się stosowanym rozwiązaniom.
Silniki – efektywność ma znaczenie
Wysokie rachunki często wynikają ze zbyt skomplikowanej technologii transferu energii. Za każdym razem, gdy przekształcamy jeden rodzaj energii mechanicznej w inny, np. tłoczymy olej, żeby potem wykorzystać go do napędu hydraulicznego, część mocy jest bezpowrotnie tracona.
Z siłowników hydraulicznych najczęściej korzystają maszyny potrzebujące ogromnej siły nacisku (prasy, koparki). Podobnie rozpowszechnione są siłowniki pneumatyczne stosowane w robotach na liniach produkcyjnych. Napęd pneumatyczny ma wiele zalet, w tym możliwość wywierania ogromnej siły, łatwość regulacji oraz dobre odprowadzenie ciepła z maszyny. Z definicji jest jednak bardziej energochłonny od bezpośredniego podłączenia do silnika elektrycznego.
W wielu zastosowaniach sprężone powietrze z powodzeniem zastępowane jest przez prąd. Przy okazji bardzo spada poziom hałasu, co ma znaczenie w kontekście przepisów o bezpieczeństwie i higienie pracy.
Zdecydowana większość energii zużywanej przez przemysł jest wykorzystywana do napędu silników elektrycznych. Choć siłę prądu wykorzystuje się od ponad wieku, ciągle wprowadzane są istotne zmiany w tej technologii. Tradycyjny silnik prądu stałego wyposażony jest w szczotki, które obracają się razem z wirnikiem i dotykają kolejnych styków na obwodzie, dzięki czemu prąd dostarczany do wirnika jest zawsze w fazie z jego położeniem. Nowoczesne silniki nie potrzebują szczotek – w wirniku są magnesy trwałe, a polem magnetycznym steruje układ elektroniczny. Coraz częściej też silniki bezszczotkowe prądu stałego (zwane też silnikami EC) zastępują silniki na prąd zmienny. W niektórych zastosowaniach nowy napęd zużywa 2-3 razy mniej energii niż starsze rozwiązania.
Dobrym przykładem są tu wentylatory. Tradycyjne urządzenia o małej mocy mają motory o sprawności zaledwie 30 proc. Silniki EC wykorzystują ponad 75 proc. energii, czyli zamiast wiatraka o mocy 120 watów wystarczy nam 50-watowy. Małe wentylatory stosowane są powszechnie m.in. w skrzynkach z bezpiecznikami będących sercem każdej instalacji elektrycznej, w lodówkach sklepowych i w komputerach.
Sterowanie mocą według zapotrzebowania
Równie ważne jest płynne dopasowywanie mocy silnika do zapotrzebowania. Nie zawsze potrzebna jest pełna moc, a zamiast włączać i wyłączać urządzenie lepiej jest zastosować regulację prędkości. Silniki EC są dostosowane do płynnej regulacji mocy, więc coraz częściej stosuje się je do napędu pralek, wentylatorów, pomp oraz wszelkiego sprzętu zasilanego z akumulatorów. Urządzenia te mają bardzo wysoką sprawność przy częściowym obciążeniu.
Czytaj także: Czas sprawdzić, co pożera prąd w domu
Większe urządzenia przemysłowe zazwyczaj zasilane są asynchronicznymi silnikami prądu zmiennego. Ich główną zaletą jest samoczynna regulacja. Świetnie widać to na przykładzie windy, która szybko rusza, a potem automatycznie utrzymuje mniej więcej stałą prędkość. Silniki asynchroniczne dopasowują swoją prędkość do częstotliwości prądu – żeby móc nimi sterować trzeba zainstalować falownik. Wiele maszyn dostosowanych jest również do pracy w amerykańskiej sieci o częstotliwości 60 Hz, więc dodanie falownika pozwala uzyskać dodatkowe 20 proc. mocy.
Regulacja prędkości obrotowej jest ważna m.in. w przypadku pomp. Jeśli chcemy utrzymać stałe ciśnienie pomimo zmiennego przepływu wody, mamy do wyboru albo zmianę obrotów pompy, albo dodanie dodatkowego zaworu, który będzie dławił przepływ (czyli powodował stratę energii). W małych urządzeniach regulację obrotów wykonuje się instalując motor EC, w większych stosuje się falowniki. W systemach, w których pracuje równocześnie kilka silników, wystarczy zamontować falownik na jednym z nich. Po przekroczeniu maksymalnej prędkości obrotowej uruchamiane jest kolejne urządzenie.
Systemowe rozwiązania zamiast „ostatni gasi światło”
Bardzo ważną rolę pełni system nadzorujący pracę instalacji. Zapotrzebowanie na pracę wielu urządzeń zmienia się w cyklu dobowym i tygodniowym, co mądre sterowanie powinno uwzględniać.
Niektóre z urządzeń w ogóle nie powinny być podłączone do zasilania poza godzinami pracy. Można wyłączać je tradycyjnie – „ostatni gasi światło”, albo zastosować regulatory czasowe włączające np. drukarki tylko w godzinach pracy biura. Oświetlenie może być uruchamiane automatycznie czujnikiem zmierzchowym, a w pomieszczeniach bez okien zasilanie sprzętu może być włączane równocześnie z oświetleniem. W niektórych budynkach, aby uzyskać oszczędność energii, ogranicza się użytkownikom regulację temperatury ogrzewania i klimatyzacji. W budynkach z dużą liczbą najemców, takich jak galerie handlowe, często zapewnienie ogrzewania i wentylacji jest robione centralnie i wtedy system zarządzający instalacją mierzy zużycie mediów na każdy lokal i na tej podstawie oblicza rachunek.
Czytaj także: Polacy będą mieć inteligentne liczniki prądu
Nowe budynki często wyposaża się w kompleksowy system zarządzania (BMS – Building Management System), który umożliwia nadzór nad wszystkimi instalacjami w obiekcie. Dzięki temu nie tylko pilnuje się, aby wszystko działało jak trzeba, ale też można indywidualnie regulować temperaturą czy wentylacją u poszczególnych najemców. BMS jest standardem w przypadku nowych galerii handlowych, większych biurowców, a nawet apartamentowców z górnej półki. Bardziej zaawansowane systemy mają możliwość współpracy z odnawialnymi źródłami energii (np. fotowoltaiką) oraz sekwencyjnej redukcji zużycia prądu na wypadek ograniczeń zasilania.
Metoda zarządzania energią dopasowana do użytkownika
Wybór metody zarządzania energią zawsze zależy od decyzji klienta. Zarówno metody tradycyjne, oparte na ręcznej regulacji, jak i zautomatyzowane mają swoje wady i zalety. Najważniejsze jednak, aby zdać sobie sprawę, że świadome gospodarowanie prądem ma szybkie przełożenie na finanse przedsiębiorstwa.
Policz, zanim zainwestujesz
Problemem może być też tak zwana moc bierna. To dodatkowe obciążenie wynikające ze specyfiki działania niektórych odbiorników prądu. Przekroczenie mocy biernej wiąże się z dodatkowymi opłatami. Jeśli na fakturze pojawiają się systematycznie opłaty, należy skonsultować się z firmą oferującą rozwiązanie tego problemu. Oszczędności roczne w przypadku dużych odbiorców wynoszą nawet dziesiątki tysięcy złotych. Firmy zostają wyposażone w indywidualnie zaprojektowaną baterię kondensatorów. W praktyce, w urządzenia warto zainwestować, jeśli ponoszone opłaty za moc bierną wynoszą co najmniej kilkaset złotych miesięcznie.
Rozwiązania takie jak falowniki, kompensacja mocy biernej i nowe silniki są zawsze wyceniane indywidualnie. Generalnie, koszty inwestycji w nowe silniki i falowniki, zainstalowania systemu opomiarowania i nadzoru nie należą do niskich, ale zwracają się w niższych kosztach eksploatacji. Dla przykładu, motor o mocy 50 kW o klasie energetycznej IEC1 (standardowa efektywność) wykorzystuje 92 proc. dostarczonej energii, podczas gdy jego odpowiednik o klasie IEC3 ma sprawność 94,5 proc. Przyjmując, że urządzenie pracuje przez połowę czasu,oszczędzamy rocznie razem z kosztami dystrybucji energii ok. 2 tys. zł. Dodatkową korzyścią jest większa niezawodność – można wykryć anomalie w pracy maszyny zanim doprowadzą do większej awarii.
Bardzo ważna jest również rola personelu – od techników po kadrę zarządzającą przedsiębiorstwem. Dokładne sprawdzanie działania systemu, serwis i konsultacje z producentami pozwalają obniżyć wydatki w danym dziale. Kontrola kosztów i porównywanie ich pomiędzy poszczególnymi zakładami pozwala osiągać lepsze wyniki w skali całego koncernu.
Czytaj także: Od września kolejne żarówki znikają ze sklepów
