Twoja firma produkcyjna chce przejść na zasilanie elektryczne, ale z powodu przeciążenia sieci nie może uzyskać dodatkowej mocy? Poznaj rozwiązania dostępne w ramach istniejącego przyłącza.
Twoja firma produkcyjna chce przejść na zasilanie elektryczne: zelektryfikować procesy, ładować pojazdy, a może nawet wykorzystywać własną energię słoneczną. Jednak z powodu przeciążenia sieci nie możesz uzyskać dodatkowej mocy przyłączeniowej. Wnioski utknęły w martwym punkcie, czasy oczekiwania są długie, a w międzyczasie musisz zapewnić nieprzerwane i niezawodne funkcjonowanie produkcji. Przestój lub drogie generatory awaryjne obok fabryki nie są atrakcyjną perspektywą.
W tym przewodniku dowiesz się, jak mimo wszystko przeprowadzić elektryfikację w ramach istniejącego przyłącza, dzięki inteligentnemu wykorzystaniu systemów zarządzania energią i akumulatorów przemysłowych. Skupiamy się w szczególności na przedsiębiorstwach produkcyjnych w Holandii i uwzględniamy praktykę panującą na hali produkcyjnej. Więcej informacji na temat branży przemysłowej znajdziesz również na stronie poświęconej przemysłowi.
Co zrobić, jeśli chcesz zelektryfikować swoją firmę produkcyjną, ale nie otrzymujesz dodatkowej mocy?
Chcesz zelektryfikować swoją firmę produkcyjną: piece elektryczne, nowe pompy ciepła, dodatkowe punkty ładowania na terenie zakładu. Analiza biznesowa się zgadza, kwestie techniczne są jasne – ale od operatora sieci słyszysz: „brak dodatkowej zdolności przesyłowej, trafisz na listę oczekujących”. Co teraz?
Taka jest rzeczywistość związana z przeciążeniem sieci: w godzinach szczytu sieć energetyczna w Twoim regionie jest tak obciążona, że operator sieci nie może zezwolić na zwiększenie mocy przyłączeniowej ani na przyłączenie urządzeń o większej mocy. Brak dodatkowej mocy oznacza w praktyce, że nie możesz dalej zwiększać produkcji podłączonej do sieci, nawet jeśli chcesz zainwestować w elektryfikację, infrastrukturę ładowania lub nowe maszyny.
Dla przedsiębiorstw produkcyjnych ma to bezpośrednie znaczenie:
- Rozwój: wprowadzanie nowych linii, dodatkowych zmian lub większej liczby punktów załadunku jest ograniczane.
- Zrównoważony rozwój: elektryfikacja i magazynowanie energii słonecznej wydają się utknąć w martwym punkcie.
- Cele ustawowe i wewnętrzne: redukcja emisji CO₂ i oszczędność energii muszą być kontynuowane.
Warto wiedzieć: odmowa ze strony operatora sieci nie oznacza odmowy elektryfikacji. Po stronie odbiorczej często masz większą swobodę działania, niż ci się wydaje. Dzięki inteligentnemu zarządzaniu energią, wyrównywaniu szczytów zapotrzebowania oraz, na przykład, zastosowaniu baterii przemysłowej, w ramach istniejącego przyłącza można czasem osiągnąć zaskakująco wiele.
Szczegółowe wyjaśnienie przyczyn i rodzajów przeciążenia sieci znajdziesz na stronie „Przeciążenie sieci”, ale w tym miejscu skupimy się przede wszystkim na tym, co to konkretnie oznacza dla Twojej firmy produkcyjnej i jakie trasy są nadal dostępne.
Elektryfikacja w ramach istniejącego przyłącza: najważniejsze sposoby
Elektryfikacja w ramach istniejącego przyłącza wymaga inteligentnego wykorzystania dostępnej mocy. Zamiast od razu myśleć o zwiększeniu mocy, można połączyć różne rozwiązania na hali produkcyjnej, aby wyrównać szczyty zapotrzebowania, zmniejszyć obciążenie sieci i mimo to zwiększyć wykorzystanie napędu elektrycznego lub energii cieplnej.
1. Zmniejszenie i rozłożenie szczytowego zużycia energii
W wielu przedsiębiorstwach produkcyjnych i przetwórczych występują szczyty obciążenia spowodowane jednoczesnym uruchamianiem instalacji lub ich pracą w tej samej zmianie. Konkretnie można tu wymienić:
- Planowanie procesów: stopniowe włączanie urządzeń o dużym poborze mocy (piekarniki, sprężarki, duże pompy) zamiast włączania ich wszystkich o godz. 7:00.
- Inteligentne wartości zadane: na przykład nie należy uruchamiać wszystkich silników elektrycznych z maksymalną wydajnością, jeśli nie jest to konieczne z punktu widzenia procesu.
- Konserwacja i optymalizacja: wymiana przestarzałych, nieefektywnych napędów na nowoczesne wersje wyposażone w przetwornice częstotliwości może ograniczyć moc szczytową.
Jest to często pierwszy, stosunkowo łatwy krok w kierunku uzyskania dodatkowej przestrzeni w ramach istniejącego przyłącza.
2. Akumulator przemysłowy do wyrównywania szczytów obciążenia
Dzięki akumulatorowi przemysłowemu w postaci kontenera lub szafy do magazynowania energii można stosować wygładzanie szczytów obciążenia (peak shaving). Akumulator ładuje się, gdy zużycie energii jest niskie, a następnie oddaje moc w krótkich momentach, gdy produkcja osiąga szczyt. Na hali produkcyjnej można to zauważyć na przykład w następujących sytuacjach:
- jednoczesne uruchomienie kilku linii produkcyjnych;
- cykle czyszczenia lub płukania o wysokim zapotrzebowaniu na energię elektryczną;
- testowanie nowych instalacji.
W ten sposób obciążenie sieci pozostaje „stałe”, a Twoje maszyny otrzymują to, czego potrzebują. Więcej informacji na temat zastosowań w przypadku przeciążenia sieci znajdziesz na stronie poświęconej przeciążeniu sieci.
3. Łączenie z własną produkcją energii
Jeśli masz panele słoneczne na dachu lub na terenie posesji, możesz je połączyć z akumulatorem. W ciągu dnia wygenerowana energia zasila bezpośrednio Twoją produkcję; nadwyżki można magazynować do późniejszego wykorzystania, na przykład dla zmian popołudniowych lub wieczornych. Zmniejsza to pobór energii z sieci w godzinach szczytu i przyczynia się do odciążenia sieci. W niektórych przypadkach pozwala to nawet na funkcjonowanie części terenu jako mikrosieci niezależnej od sieci energetycznej, na przykład odizolowanej hali lub stanowiska testowego.
4. System zarządzania energią (EMS) jako koordynator
System zarządzania energią inteligentnie steruje instalacjami, generowaniem energii i akumulatorami na podstawie zmierzonego i prognozowanego obciążenia. Przykłady:
- automatyczne przesuwanie procesów o mniejszym znaczeniu na godziny o mniejszym natężeniu pracy;
- ograniczenie ładowności w transporcie wewnętrznym podczas nagrzewania pieca;
- sterowanie akumulatorem w celu wyrównywania szczytów obciążenia bez konieczności ciągłej interwencji operatorów.
W połączeniu z akumulatorem przemysłowym, takim jak rozwiązania oferowane przez firmę Boltainer dla przemysłu (sektor przemysłowy), można przekształcić swoje przyłącze w aktywnie sterowany system energetyczny, który umożliwia większą elektryfikację bez konieczności stosowania mocniejszego przyłącza.
Tak działa wyrównywanie szczytów zapotrzebowania przy użyciu akumulatora przemysłowego w przedsiębiorstwach produkcyjnych
Akumulator przemysłowy pełni rolę tymczasowego „wirtualnego” dodatkowego źródła mocy, nie powodując przy tym obciążenia sieci energetycznej. Pozostajesz w granicach mocy określonej w umowie, a jednocześnie możesz korzystać z bardziej wymagających lub dodatkowych instalacji elektrycznych.
Podstawowa zasada: ładowanie w okresach spadku zapotrzebowania, rozładowywanie w okresach szczytowego zapotrzebowania
Akumulator służący do wyrównywania szczytów obciążenia jest strategicznie sterowany za pomocą systemu zarządzania energią:
- Pomiar obciążenia System na bieżąco mierzy pobór mocy w zakładzie produkcyjnym w odstępach co kwadrans lub co sekundę.
- Ładowanie przy niskim obciążeniu lub z własnego źródła energii
- Poza okresami szczytowego zapotrzebowania (na przykład w nocy lub w weekendy) kontener lub szafa do magazynowania energii są ładowane w trybie spokojnym.
- Czy mają Państwo instalację fotowoltaiczną na dachu? W takim razie akumulator może się ładować również nadwyżką energii słonecznej.
- Rozładowywanie w momentach szczytowego zapotrzebowania Gdy zmierzone obciążenie zbliża się do mocy umownej, akumulator błyskawicznie dostarcza dodatkową moc. Pobór z sieci pozostaje poniżej uzgodnionego limitu: to właśnie jest wyrównywanie szczytów.
- Automatyczna regulacja. Koordynacja między siecią, akumulatorem i odbiornikami odbywa się automatycznie dzięki inteligentnemu systemowi zarządzania energią. W codziennej praktyce operatorzy nie muszą się tym prawie w ogóle zajmować.
Przykład z praktyki
W istniejącej instalacji Boltainer w przedsiębiorstwie przemysłowym jednoczesne uruchamianie dużych silników i pieców jest kompensowane przez baterię o mocy rzędu megawatów. Dzięki temu zmierzone obciążenie sieci pozostaje poniżej mocy umownej, podczas gdy wiele linii może pracować jednocześnie. [Wymagane: obliczenia zweryfikowane przez inżyniera]
Typowe sytuacje w zakładach produkcyjnych
- Jednoczesny rozruch sprężarek, wentylatorów i pomp
- Napełnianie pieców lub grzejników indukcyjnych
- Krótkie, ale wysokie skoki spowodowane przez stanowiska testowe lub prasy
Bez baterii tego typu sytuacje powodują wysokie opłaty szczytowe lub konieczność zwiększenia mocy. Dzięki „peak shaving” te szczyty są „wygładzane”.
A konkretnie w odniesieniu do Państwa zakładu: jakie są korzyści?
- Możliwość dodania kolejnych maszyn w ramach tej samej mocy umownej.
- Niższe koszty mocy szczytowej i bardziej przewidywalne koszty energii.
- Mniejsze uzależnienie od rozbudowy sieci oraz skrócenie czasu wprowadzenia nowych linii na rynek.
- Ograniczenie obciążenia sieci poprzez redukcję własnych szczytów zapotrzebowania i większe wykorzystanie własnej energii.
Więcej informacji technicznych na temat skalowalności na poziomie megawatów oraz nieprzerwanej pracy można znaleźć w opisie akumulatora przemysłowego przeznaczonego dla przemysłu.
Plan działania dotyczący elektryfikacji w przypadku przeciążenia sieci
Dobry plan elektryfikacji w przypadku przeciążenia sieci zaczyna się od uporządkowania. Poniższy plan działania pomoże Ci pozostać w ramach istniejącego przyłącza i jednocześnie zapewnić sobie przestrzeń na rozwój.
Krok 1: Zrozumienie wartości kwartalnych i obciążenia szczytowego
Zbierz dane dotyczące zużycia energii z głównego przyłącza za okres co najmniej 12 miesięcy. Przeanalizuj:
- o której porze dnia występują u Ciebie szczyty;
- które linie, maszyny lub punkty załadunku są za to odpowiedzialne;
- różnice między dniami roboczymi a weekendowymi lub porami roku.
Bez tego profilu każdy kolejny krok będzie oparty na domysłach.
Krok 2: Sporządź wykaz wszystkich działań związanych z elektryfikacją
Wymień wszystkie zaplanowane działania, na przykład:
- nowe maszyny elektryczne lub piece;
- infrastruktura ładowania dla wózków widłowych, samochodów dostawczych lub ciężarówek;
- elektryczne podgrzewacze wody lub pompy ciepła.
Dla każdego środka należy podać przewidywaną moc oraz czas pracy (praca ciągła, praca zmianowa, tylko w ciągu dnia itp.).
Krok 3: Symulacja przyszłego zapotrzebowania na moc
Połącz aktualne wartości kwartalne z przewidywanym popytem związanym z nowymi instalacjami. W ten sposób zobaczysz:
- w przypadku przekroczenia maksymalnej wartości umowy;
- które godziny są na stałe obciążone;
- czy istnieje możliwość przeniesienia obciążeń na godziny poza szczytem.
[Wymagane: przegląd narzędzi analitycznych, zweryfikowany przez inżyniera]
Krok 4: Analiza działań podejmowanych po stronie odbiorcy
Zobacz, jak rozwiązać problemy bez dodatkowej mocy sieciowej, na przykład za pomocą:
- akumulator przemysłowy (np. kontener lub szafa do magazynowania energii) służący do wyrównywania szczytów zapotrzebowania;
- inteligentne sterowanie procesami (praca w trybie wsadowym, przesuwanie procesów prania i suszenia, uruchamianie urządzeń w godzinach poza szczytem);
- własna produkcja energii, np. słonecznej, w połączeniu z magazynowaniem energii słonecznej w celu jej późniejszego wykorzystania.
Krok 5: Analiza biznesowa i modele zarobkowe
Opracuj kilka scenariuszy (na przykład „tylko sterowanie procesem” kontra „akumulator + sterowanie procesem”). Uwzględnij przy tym ewentualne dotacje oraz model zarobkowy „Slim” dotyczący wykorzystania elastyczności.
Na zakończenie warto przeprowadzić indywidualną analizę we współpracy ze specjalistą, takim jak Boltainer. Specjalista ten pomoże Ci ustalić, jakie rozwiązanie akumulatorowe i infrastruktura ładowania najlepiej pasują do Twojego zakładu produkcyjnego i przyłącza sieciowego. W tym celu możesz skontaktować się z nami bez żadnych zobowiązań, aby umówić się na wstępną rozmowę doradczą.
Często zadawane pytania
Często wynika to z przeciążenia sieci: regionalna sieć elektroenergetyczna ma chwilowo niewystarczającą przepustowość, aby bezpiecznie dostarczyć Państwu dodatkową moc szczytową. Operatorzy sieci muszą najpierw wzmocnić istniejącą sieć, zanim będą mogli przyznać nowe lub większe przyłącza. Na stronie poświęconej przeciążeniom sieci można przeczytać, w jaki sposób prowadzi to w Holandii do okresów oczekiwania i ograniczeń, co może znacznie opóźnić plany elektryfikacji i rozbudowy produkcji.
Czy mimo wszystko możemy zwiększyć naszą produkcję bez konieczności stosowania mocniejszego przyłącza sieciowego?
W wielu przypadkach jest to możliwe dzięki zmniejszeniu lub przesunięciu szczytowego obciążenia za pomocą inteligentnego zarządzania energią. Akumulator przemysłowy może wyrównać szczyty obciążenia (peak shaving), odciążyć przyłącze i tymczasowo funkcjonować jako mikrosieć poza siecią podczas dodatkowych cykli produkcyjnych. Na stronach „Przemysł” i „Akumulator przemysłowy” można zobaczyć, jak w praktyce wykorzystuje się magazynowanie energii w kontenerze lub szafie do magazynowania energii.
Kiedy bateria przemysłowa staje się opłacalnym rozwiązaniem dla mojej fabryki?
Akumulator staje się szczególnie interesującym rozwiązaniem, gdy zapotrzebowanie na moc szczytową jest wysokie, a przyłącze sieciowe nie może zostać rozbudowane, a przerwy w produkcji powodują bezpośrednio odczuwalne koszty lub utratę przychodów. W takiej sytuacji akumulator może wyrównać szczyty zapotrzebowania, zapewnić inteligentniejsze sterowanie maszynami i infrastrukturą ładowania oraz lepiej wykorzystać własną energię słoneczną. Zastosowania i korzyści opisane na stronie poświęconej akumulatorom przemysłowym dobrze pokazują, kiedy magazynowanie energii staje się częścią uzasadnienia biznesowego.
Jak szybko można wdrożyć takie rozwiązanie?
Zazwyczaj proces ten przebiega w trzech etapach: analiza profili zużycia i obciążeń szczytowych, projekt techniczny i finansowy, a następnie montaż i uruchomienie na miejscu. Dokładny czas realizacji zależy od wielkości zakładu, pożądanych połączeń (takich jak stacje ładowania lub instalacje fotowoltaiczne) oraz pozwoleń. Na stronach „Przemysł” i „Inteligentny model zarobkowy” można zobaczyć, że podobne rozwiązania są już wdrożone w innych przedsiębiorstwach.
Zamów bezpłatny raport doradczy dla swojej firmy produkcyjnej dotyczący elektryfikacji w przypadku przeciążenia sieci i dowiedz się, jakie rozwiązanie w zakresie akumulatorów i zarządzania energią najlepiej pasuje do Twojego obecnego przyłącza.