Click to edit Master title styleElektrikulude kärpimine

ettevõttes

Dr.-Ins. Argo Rosin, Teadusprodekaan,

Elektrotehnika instituut, Energeetikateaduskond,

Tallinna Tehnikaülikool

Mõned tarbimisnumbrid

• Kui tööstuse osakaal 25% kogu elektritarbimisest ja sellest ajamid on 60%, siis ajamites 10% säästu tähendab aastas 130GWh kokkuhoidu (ca 13M€ ja 5MW tootmisvõimsust).

• Kui kodutarbimise, äri- ja teenindussektori osakaal on 50% elektritarbimisest ja sellest valgustus tarbib 25%, siis 20% säästu tähendab aastas ca 190GWh kokkuhoidu (ca 19M€ ja 21MW tootmisvõimsust).

• Uus elektrimasin või seade tarbib ühe tsükli jooksul 0,8 kWh vähem energiat kui vana. Aastas kasutatakse seadet u 100 korda. Aastane sääst energialt on seega 80 kWh. Kui vahetada välja 100 000 seadet, saaks kokku hoida 8 GWh elektrienergiat. (7400 t põlevkivi ja ~7300 t CO2)

TÖÖSTUSSEKTOR

Elektri säästuvõimalused tööstusharuti

Tööstusharu Võimalik sääst

Toiduainetööstus 10…20%

Metallitööstus ja masinaehitus 10…20%

Keemiatööstus 10…15%

Paberitööstus ja trükindus 10…20%

Puidutööstus 10…25%

http://www.mntap.umn.edu/resources/reports/DOC/NPPRWebinar_12_16.pdf

www.save-today-survive-tomorrow.com/info/ECP.ppt

Allolevaid numbreid võtta teatava reservatsiooniga, sest reaalne sääst

sõltub kasutatavast tehnoloogiast ja paljust muust.

Reaalse säästu arvutamine eeldab tehase/tootmise detailset analüüsi

Tööstussektor

6658 GWh75%

364 GWh4%

314 GWh4%

1511 GWh17%

2189 GWh25%

Ülejäänud Eesti elektritarbimine

Elektrienergia tarbimine paberitööstuses

Elektrienergia tarbimine puidutööstuses

Elektrienergia tarbimine teistes tööstus harudes

Säästu ja tarbimise juhtimise võimaluste hindamismetoodika

Näidisanalüüs 1: Elektrikvaliteet

• Kui elektrienergia tarnija maksustab reaktiivvõimsust, on võimalik võimsusteguri korrektsiooni rakendades saada märkimisväärset kokkuhoidu elektriarvetelt.

Harmooniliste moonutuste vähendamisega võibbüroohoonetes saavutada energiasäästu keskmiselt2,5%

pinge optimeerimisega saavutatav sääst elektrikuludeson paljudel juhtudel kuni 15%.

• Näidistööstuses oli viimaste aastate kulureaktiivenergiale olnud keskmiselt 25 000 €.

Tehase reaktiivenergia tarbimine püsis suhteliseltstabiilne – päeva keskmine reaktiivvõimsus on olnud1060 kvar.

900 kvar võimsusega reaktiivenergia kompenseerimiseseade, mille kondensaatorid maksavad ligikaudu 10 000 € ja millele lisandub samas suurusjärgus kulujuhtimissüsteemile, siis seadme lihttasuvus on alla aasta.

• Keskmiselt tasuvusaeg on lühem kui aasta.

Näidisanalüüs 2:Mootorite asendamine ja sagedusmuundurid

• 60...70% tööstuses tarbitavast energiast kasutatakse mootorites

• Kõrge kasuteguriga mootorid töötavad kuni 10% tõhusamalt kui standardsed mootorid. Mootorid mis töötavad pikaajaliselt on otstarbekas asendada kõrge kasuteguriga mootoritega. Eriti need mootorid mis vajavad ümbermähkimist.

• Ümbermähitud mootorid on enamasti kuni 4% väiksema kasuteguriga ja vähemefektiivsed kui originaalmootorid.

• Mootorite kasutegur ja tõhusus on suurim kui nad töötavad 60%-100% nimikoormusel. Kasutegur väheneb järsult kui koormus langeb alla 50%.

Näidisanalüüs 2:Sagedusjuhtimisega saavutatav sääst

• Kütte-, ventilatsiooni- ja kliimasüsteemides (HVAC) ja pumplates sagedusmuundurite kasutamine annab võrreldes tavaliste mootorikäivitite ja vooluregulaatoritega kuni 50% energiasäästu

• Vektorjuhtimise kasutamine HVAC süsteemides ja pumplates annab täiendavalt paar protsenti energiasäästu

Sagedusjuhtimine Teoreetiline

energiasääst

Sagedusmuundurite kasutamine pumpades 20-30%

Sagedusmuundurite kasutamine kütte- ja

ventilatsioonisüsteemides

<50%

Teoreetiline sääst ventilaatori

poolel kiirusel töötamise korral

Näidisanalüüs 2: Sagedusjuhtimise juurutamisest saadav potentsiaalne sääst puidutööstuses

Võimsus 1

kW [1]

Võimsus 2

kW [2]

Energia-

sääst MWh Rahaline väärtus

Mehhaanilised

protsessid 1900 1900 0

25%

hoolduskuludest

Pumbad 500 250 1200 77 000 €

Mehaanilised

ajamid 600 300 1440 92 000 €

Ventilaatorid 1030 940 432 28 000 €

Põhiprotsess 1750 1750 0

25%

hoolduskuludest

Segajad 130 65 312 20 000 €

KOKKU 5910 5205 3384 217 000 €

[1] Installeeritud võimsus enne sagedusjuhtimise juurutamist.[2] Installeeritud võimsus pärast sagedusjuhtimise juurutamist.

Näidisanalüüs 3: Toodangu ja elektritarbimise seos

y = 0,0892x + 20,244

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

0 200 400 600 800

Ele

ktr

ien

eg

ia t

arb

imin

e,

MW

h

Toodang, t

Tarbimine ja toodang Lineariseeritud toodangu prognoos

Näidisanalüüs 3: tootmisprotsesside kaardistamine tarbimise juhtimiseks

Liini osa

Install.

võimsus,

kW

Kas on

juhitav?

Juhitav osa,

kWLadu Maht, h

Purustiliin 875,1 JAH 680 JAH 71

Toorme töötlus 646 JAH 390 JAH 142

Kuivatusliin 1441,4 EI 0 JAH 7-23

Meh. eeltöötl. 845,3 JAH 507 JAH 2

Meh. järeltöötl. 2033 EI 0 EI 0

Pakkimine 30 JAH 30* EI 0

KOKKU 5870,8 - 1577 - -

* Varieeruva tootmistsükli tõttu ei arvestata juhitava koormuse hulka

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

Koorimine Hakkimine Toorme töötlus+ sisseost

Kuivatamine(baas+tipp)

Ladustamine Mehhaanilineeeltöötlus

Mehhaanilinejäreltöötlus

Pu

idu

töö

stu

se

lii

nid

e

too

tlik

ku

se

d, t/

hTehase tootlikkuse määrab

pudelikaelaks osutuv liin, mis peab

töötama 100% ajast

Näidisanalüüs 3:Vaheladude kasutamisest saadav tootmiskulude vähenemine

• Tööstusettevõtte ühe tootmisprotsessi ajastamine jaoptimeerimine lähtuvalt elektrituru hindadest ning kasutadesvaheladusid energiasalvestitena, võimaldaks selle protsessiühikkulu vähendada kuni 17%.

• Kui optimeerimist laiendataks tervele tehasele, oleks kulusidelektrienergiale võimalik vähendada hinnanguliselt 2…4%.

173%

99%

64%

27%

66% 66%

45%

16%0%

20%

40%

60%

80%

100%

120%

140%

160%

180%

200%

1h 2 h 2-71h 71-142h

Su

hte

lin

e ju

hit

av

võ

ims

us

k

es

km

ise

st

võ

ims

us

es

t, M

Wh

/h

Kogu juhitav suhteline võimsus Vabalt juhitav suhteline võimsus

Eeldatav tööstuse potentsiaal kokku

• Eeldatavalt võib kogu Eesti tööstuse tarbimise juhtimise potentsiaaliks hinnata kokku 65 MW

0,0

5

5,0

5

0,2

1 4,9

2

1,1

7

7

0,4

6,9

5

8,4

22,1

8

1,7

3

2,9

8

4,6

9

0

5

10

15

20

25

30

raua-

ja t

era

setö

östu

s

keem

iatö

östu

s

mitte

raudm

eta

llid

etö

östu

s

muude

mitte

meta

lsete

st…

transpord

ivahendite

tootm

ine

masin

aehitus

mäetö

östu

s

toid

uain

e-

jatu

bakatö

östu

s

paberitö

östu

s ja

trükin

dus

puid

utö

östu

s

ehitus

tekstiili-

ja

nahatö

östu

s

muja

l liig

itam

ata

tööstu

s

Nih

uta

tav v

õim

su

s,

MW

ÄRI- JA AVALIKU TEENINDUSE SEKTOR

Äri- ja avaliku teeninduse sektor

8/5 hooned ehk tava-kontorid;

865,1; 37%

24/7 hooned;

838,9; 35%

Kaubandus-keskused;

669,6; 28%

Äri- ja avaliku

teenindusesektor; 37%

Muu; 63%

Tarbimine eri tüüpi kontorihoonetes

Valgustus

4,3%

Elektri-

küte

13,8%

Büroo-

seadmed

1,0%

Vent. ja

jahutus

32,2%

Köögi-

seadmed

0,4%

Serverid,

UPSid ja

muu side

45,5%

Muu

2,8%

Valgustus

43%El.küte

27%

Büroo-

seadmed

6%

Vent. ja

jahutus

22%

Köögi-

seadmed

2%

24/7

8/5

Näidisanalüüs 4: Kontorites sääst tarbimisgruppide kaupa

Sääst vastavas

grupis24/7 hooned 8/5 hooned

Köögiseadmed 13% 14%

Bürooseadmed 5% 17%

Elekterküte 3% 26%

Valgustus 40…60% 40…60%

Ventilatsioon 10% 10%

Sääst hoone

kogutarbimisest～3…17% ～36…37%

1. Veeautomaadid mõjutavad enim köögiseadmetest, ca 12%2. Printerid ja monitorid mõjutavad enim bürooseadmeid.3. Valgustid vahetatakse LED-tüüpi valgustite vastu

(potentsiaalne sääst kuni 50% praegu tarbitavast energiast). Aegjuhtimisega lülitatakse töövälisel ajal välja kogu mitte vajaminev sisevalgustus s.o. ajavahemikul 20-8. Kasutatakse aegjuhtimist ning valgustid vahetatakse välja LED lampide vastu

Näidisanalüüs 5: Kontorihoones sääst elektriküttelt

Säästumeede Energiasääst

Energiasää

st nädalas,

kWh

Rahaline

sääst

nädalas, €

Temperatuuri vähendamine

1 ºC 4,35% 255 25,5

2 ºC 8,7% 511 51,1

3 ºC 13,04% 766 76,6

Sääst hinnapõhise juhtimisega

Energia-

sääst

Sääst

kuludelt

Vähendatakse

seadeväärtusi

El. boiler Kuni 20% Kuni 35% Kuni 10 °C

Elektriküte Kuni 8% Kuni 8% Kuni 3 °C

Valgustus Kuni 22% Kuni 25%Heledust

kuni 50%

Valgustustite heledust hakatakse vähendama kui elektri tunnihind ületab päeva keskmist ja mitte rohkem kui 50%. Simulatsioon 2010 ja 2011 aasta turuhinna alusel

Lampide vahetamise kombinatsioonid ja potentsiaalne sääst

Esialgne lampEnergia-

märgisAlternatiivne lamp

Energia-

märgis

Potentsiaalne

sääst

Hõõglamp E, F, GKompaktluminofoorlamp

(säästulamp)B 65…80%

Hõõglamp E, F, GHalogeenhõõglamp (12

V või xenon gaasiga)C, B 25%

Hõõglamp E, F, G LED-lamp A 80%

Halogeenhõõglamp

(230 V toitepingelt)D, E, F LED-lamp A 70…80%

Luminofoorlamp

T12

T8

D, C

B, A

Luminofoorlamp

T8

T5

B, A

A

35…43%

12,5%

Luminofoorlamp

(T12 või T8)D, C, B LED-lamp A 25…50 (60)%

[1] Vastavalt Euroopa Liidu direktiivile 2010/30/EU

Näidisarvutus 6:Säästulampide tasuvusest

Leedlamp 8 7 WEluiga 25000 25000 hHind 11,92 7,15 €

LED-lambi kulu 31,92 24,65 €/25000hLuminofoorlamp 13 9 W

Eluiga 10000 8000 hHind 3,31 3,55 €

Luminofoori kulu 40,775 33,59375 €/25000hHalogeenlamp 42 28 W

Eluiga 2000 2000 hHind 2,4 2,4 €

Halogeeni kulu 135 100 €/25000hHõõglamp 60 40 WEluiga 1000 1000 hHind 0,35 0,35 €

Hõõglambi kulu 158,75 108,75 €/25000h

Päevavalguse mõju energiasäästule ruumi eri osadesAkende läheduses: 60...70%; Ruumi kaugemates osades: 5...20%.

1 lambiga valgusti käidukulu 25000 töötunni kohta

Näidisanalüüs 7: Sääst valgustuse juhtimisest

Valgustuse passiivne juhtimine Sääst

Taimeri kasutamine väljalülimiseks (viivitus <7 min) 8-16%

Kohaloleku järgi väljalülimine või heleduse muutmine 8-16%

Valgustuse kombineeritud intelligentne juhtimine Sääst

Kohalolekuanduritega (occupancy sensor) 20-65%

Päevavalguse järgi dimmerdamisega 30-40%

Valgusvoo reguleerimisega 8-13%

Ajalise juhtimisega 35%

Analüüsitud äri- ja teenindussektori hoonetes valgustite vahetamisega LED valgustite vastu, on võimalik kokku hoida kuni 50...60% elektrilt ja kuludelt.

Uuritud hoonete arvutuslik sääst valgustuselt (sise- ja välisvalgustus) oleks 57...59%.

Kombineerides kohaloleku ja päevavalguse andureid mikroprotsessorjuhtimisel ballastidega, on saab suuremat heleduse muutmise sujuvust ja energiasäästu kuni 75%

Näidisuuring 8: Serveripargid

• Kui hoonetes on kasutusel serveripargid, siis võiks täiendava meetmena kaaluda sealt vabaneva soojuse kasutamist nt hoone, ventilatsiooni või tarbevee soojendamiseks.

• Ekspertide hinnangul on erinevate meetmete kasutuselevõtuga võimalik hoida kokku kuni 74% serveripargi energiast.

• Hinnanguliselt saab hoonete serveriruumides energiat säästa vähemalt 10...15%.

Näidisanalüüs 9: Külmasalvestite kasutamine kaubandus-keskustes või toiduainetööstuses

Tavaliste külmikute kompressorjaama päevase elektri hinnatipu vältimiseks paigaldatava salvesti investeeringukulud. Sügavkülmikute puhul on kasumlikkus ehk investeeringukuludenumbrid ca 3,6 korda väiksemad

1800 kWh/24 h

külmasalve

energiamahutavus

Elektri hinnavahe €/MWh

10 20 30 40 50

Lihttasuvus,

aastat

5 5 437 14 617 23 797 32 976 42 156

10 10 875 29 234 47 594 65 953 84 312

15 16 312 43 851 71 390 98 929 126 468

Hinnapõhine tarbimise juhtimine

• Büroohoonete valgustuse hinnapõhise juhtimise korral on võimalik töö- ja puhkepäeval saada energiasäästu vastavalt 22% ja 5%.

• Hinnapõhise kütte juhtimise rakendamisel on võimalik saavutada rahalist ja energiasäästu kuni 8% (nt alandatakse töö- ja puhkepäeva temperatuuri keskmiselt 1,4 ºC ja 1,7 ºC).

• Külmakompressori seadeväärtuste hinnapõhise reguleerimise korral on võimalik külmaseadmete energiatarbimiselt saavutada energiasäästu 9% (aastas 1300 € rahalist säästu)

Hinna alusel juhitavad võimsused 24/7 hoones

• Kuni 1 tunni ulatuses on ventilatsioon, küte, valgustus, köögi- ja bürooseadmed osaliselt vabalt juhitavad

• kuni 8 tunni ulatuses on valgustus, köögi- ja bürooseadmed juhitavad

14,2%

2,4%0,0%

5,0%

10,0%

15,0%

20,0%

1h 8h

Su

hte

lin

e

juh

itav v

õim

su

s

arvesta

tun

a

keskm

isest

võim

su

sest,

%Suhteline juhitav võimsus, %

73,4%

24,5%

0,0%

20,0%

40,0%

60,0%

80,0%

1h 8h

Su

hte

lin

e

juh

itav v

õim

su

s

arvesta

tun

a

keskm

isest

võim

su

sest,

%

Suhteline juhitav võimsus, %

Hinna alusel juhitavad võimsused 8/5 hoones

Pakutavad uuringud ja teenused

• Energiasäästuvõimaluste analüüs

• Elektrikvaliteedi analüüs

• Energiatarbimise juhtimise võimaluste analüüs

• Lokaalsete energiatootmise võimaluste analüüs

• Elektripaigaldiste ekspertiisid, sh

Elektervalgustus,

Elektrimasinad ja ajamid

Taastuvenergiaallikad

Elektrivõrgud

Automaatikasüsteemid ja robootika

• Elektri-, valgustus- ja automaatikapaigaldistega seotud koolitused

Lühivalik referentse

• Tarbimise juhtimine, Elering

• Alternatiivsed võimalused pingeprobleemide lahendamiseks, Elektrilevi

• Energia lokaalne tootmine büroohoonetes, Riigi Kinnisvara

• PAKRI Energiavõrk energiaressursside, salvestustehnoloogiate ja tasuvuse uuring, NN Arendus

Click to edit Master title styleTÄNAN !

Argo Rosin

Tel.: 5290305

E-post: argo.rosin@ttu.ee