Energiebesparing en energiemonitoring in industriële processen

Welke systemen of methodes het meest effectief zijn voor energiemonitoring binnen de industrie hangt vaak af van de complexiteit van het energieverbruik, de schaal van de operatie en de gewenste mate van controle.

Door energieverbruik nauwkeurig te monitoren, kunnen industriële bedrijven inefficiënties identificeren en gericht maatregelen nemen om energiekosten te verlagen, bijvoorbeeld door machines efficiënter in te zetten of piekbelastingen te verminderen. Het verminderen van energieverspilling draagt weer bij aan een lagere CO2-uitstoot en helpt bedrijven te voldoen aan milieunormen en energiewetgeving en het behalen van duurzaamheidsdoelstellingen. Industriële bedrijven die hun energieverbruik optimaliseren, kunnen ook hun concurrentiepositie versterken door lagere operationele kosten en een beter imago op het gebied van duurzaamheid. Tot slot heeft energiemonitoring ook een positief effect op onderhoud en preventie. Onregelmatigheden in energieverbruik kunnen immers wijzen op defecten of slijtage aan machines. Vroegtijdige detectie voorkomt stilstand en dure reparaties en verhoogt de betrouwbaarheid van apparatuur door overbelasting en storingen te voorkomen.

Elektromotoren zijn kritische activa voor veel industriële activiteiten, maar tegelijkertijd ook grote verbruikers van energie. Gemiddeld genomen gaat ongeveer 70% van het totale elektriciteitsverbruik in de industrie naar elektrisch aangedreven systemen. Over de gehele levensduur van een elektromotor gemeten, kunnen de totale kosten voor een elektromotor zelfs tot 95% uit enkel de kosten voor elektriciteit bestaan. Echter, veel energie in de industrie gaat nog steeds verloren vanwege inefficiënte motortoepassingen en een gebrek aan inzicht in het energieverbruik. In veel pomptoepassingen wordt een teveel aan pompcapaciteit vaak nog steeds teruggebracht door een smoorklep. Aandrijfmotoren voor industriële ventilatoren zijn in de praktijk veelal overgedimensioneerd en ontworpen voor een groter vermogen dan in de meeste gevallen nodig is. Verbetering van de efficiëntie van door elektromotoren aangedreven toepassingen bespaart energie en biedt direct tot 30% lagere gebruikskosten.

Het vervangen van een inefficiënte smoorklep door een frequentieregelaar, of het toepassen van een frequentieregelaar op de aandrijfmotor van een ventilator, bespaart direct energie door de snelheid van de motor aan te sturen naar gelang de capaciteitsvraag. De sleutel tot het verkrijgen van het maximale rendement is niet alleen het variëren van het toerental, maar ook het kiezen van de juiste motorbesturingsmethode voor de toepassing die de beste koppel-toerentalprestaties van de motor garandeert. Altivar Process frequentieregelaars bevatten ingebouwde functies om de motor op het beste efficiëntiepunt te laten werken en zo het elektriciteitsverbruik met ten minste 30% te verminderen. De Stop & Go functie verhoogt energiebesparingen tot 60% door een aandrijving van stand-by naar stop modus te zetten wanneer deze niet in gebruik is. Alle benodigde sensoren om het energieverbruik te meten, inclusief geïntegreerde dashboards die gebruikers helpen het energieverbruik in de loop van de tijd te beheren, zijn standaard in de frequentieregalaar aanwezig.

Het ontwerpen van energie-efficiënte elektromotortoepassingen roept veel vragen op: van ontwerpers, machinebouwers, paneelbouwers en eindgebruikers. Met de Motor Management Design Tool ondersteunt Schneider Electric klanten bij het ontwerpen van een complete en energie-efficiënte motormanagement architectuur voor hun motortoepassingen. Met behulp van de Energy Saving Calculator kunnen gedetailleerde analyses worden uitgevoerd om de werking van een aandrijving met variabele snelheid te vergelijken met de gebruikelijke stroomregeling en het potentieel voor energiebesparing te berekenen. Klanten ontvangen een gedetailleerde rapportage over o.a. de energie en kosten die per jaar worden bespaard bij gebruik van een frequentieregelaar, de ROI en terugverdientijd van de investering in een frequentieregelaar en de reductie van CO-uitstoot.

Meetgegevens zijn cruciaal bij het analyseren en het optimaliseren van het energieverbruik. Een veel voorkomende aanpak is om het traditionele thermische overbelastingsrelais te vervangen door een communicerend elektronisch overbelastingsrelais. In andere gevallen kan een spannings-, stroom- of energiemeter nodig zijn om de spanningskwaliteit te bewaken of om het energieverbruik te controleren. Elk apparaat moet echter geïnstalleerd, bedraad, aangesloten en geconfigureerd worden. Nu het genereren van de benodigde gegevens is opgelost, is de volgende uitdaging het weergeven van deze data. Sommige elektronische overbelastingsrelais geven data weer op de voorkant van het apparaat, maar de hoeveelheid gegevens die tegelijkertijd kan worden bekeken, kan zeer beperkt zijn. In andere gevallen kunnen gegevens die naar de PLC worden gecommuniceerd, in kaart worden gebracht via een HMI of een alternatieve interface voor energiemonitoring. Deze methode vereist echter extra programmeer- en validatietijd, wat de projecttijd verlengt en de kosten verhoogt. Door gebruik te maken van slimme en nieuwe digitale technologieën, zoals TeSys island kunnen projecten waar prestatiegegevens nodig zijn sterk worden vereenvoudigd.

TeSys island is een volledig gedigitaliseerd load managementsysteem ontworpen om motoren en andere elektrische belastingen tot 37kW/ 80 Ampère (AC3) te schakelen, te beveiligen en te beheren. TeSys island is een modulair systeem dat bestaat uit motorstarters en digitale of analoge I/O-modules die allemaal realtime data verzamelen, zoals bijvoorbeeld apparaat status, stroom, spanning, energieverbruik, elektrische belasting en aantal schakelingen. TeSys island bevat uitgebreide mogelijkheden voor energiemonitoring, waardoor u het energieverbruik binnen uw bedieningspaneel kunt volgen en optimaliseren. Door het energieverbruik van motoren en andere componenten te monitoren, kunt u inefficiënties identificeren, energiebesparende maatregelen implementeren en operationele kosten verlagen. Prestatiegegevens en apparaat status kunnen eenvoudig worden bekeken met behulp van de web gebaseerde interface die in de bus coupler is opgenomen. Deze interface is toegankelijk met elk browser gebaseerd apparaat met behulp van de servicepoort op de bus coupler. De intelligente bewakingsmogelijkheden van TeSys island helpen ook om onverwachte storingen te voorkomen, minimaliseert ongeplande stilstand en verlengt de levensduur van uw apparatuur. In het geval van ongewone belasting of slijtage van de contactor worden pre-alarmen gegenereerd en diagnostische gegevens ter beschikking gesteld aan de technische staf. Machinebouwers, Systeem Integratoren en industriële eindgebruikers krijgen hiermee direct en standaard toegang tot mogelijkheden voor energiemonitoring en voorspellende en preventieve toepassingsgegevens voor diagnostiek en onderhoud, wat machines slimmer, efficiënter en betrouwbaarder maakt.