Print

Snižování špičkového odběru s ohledem na změny struktury spotřeby

-- 03.10.13

Stále širší využívání elektromobilů a dalších dobíjitelných zařízení může vytvářet nové vzorce špičkového odběru. Dopady tohoto trendu může zmírnit plánování a využívání obnovitelných zdrojů.

Ray Strofa
Siemens

Zdá se, že přes veškerý důraz kladený dnes na energetickou účinnost se většina pozornosti věnuje snižování spotřeby energie a jen málo se zřejmě
myslí na správu snižování odběru energie, což může být stejně nákladné. Věřte nebo nevěřte, nedávná studie EV Project ukazuje, že u komerčních a průmyslových závodů jsou průměrné náklady na špičkový odběr přibližně 10 dolarů na kW měsíčně. To se nemusí zdát mnoho, ale u komerčního nebo průmyslového závodu se to může snadno nasčítat do poplatků ve výši desítek tisíc dolarů ročně a v některých oblastech může jít až o 70 % celkové výše účtu
za elektřinu. Důvodem, proč jsou tyto náklady tak vysoké, je to, že rozvodné závody potřebují zajistit, aby měly dostatek kapacity pro distribuci a generování, aby tuto potřebu splnily. Neexistuje-li dostatečná distribuční infrastruktura, rozvodný závod musí vybudovat nové napájecí vedení a instalovat nové transformátory, což představuje značné investiční náklady. http://www.controlengcesko.com/fileadmin/grafika/_BARA_/%C5%99%C3%ADjen_2013/spot%C5%99eba_1.JPGNení-li dostatečná kapacita generování, rozvodný závod musí zařadit méně účinná zařízení pro výrobu elektrické energie – obvykle generátory na zemní
plyn s jednoduchým cyklem, jejichž provozování je dražší.
Jednou z rozvíjejících se technologií, která již má velký dopad na špičkový odběr, jsou elektromobily. Průměrný osobní elektromobil má palubní dobíječku o příkonu přibližně 6,6 kW a určitá speciální vozidla mohou mít dobíječky o příkonu vyšším než 10 nebo 20 kW. Máte-li flotilu těchto vozidel, pak se špičkový odběr z dobíjení těchto vozidel může rychle nasčítat. V závodě přepravní a logistické společnosti nedávno zjistili, že záměr přidat 50 elektromobilů by způsobil vzrůst špičkového odběru budovy ze 100 kW na více než 430 kW, pokud by se všechna vozidla dobíjela najednou! Drastický nárůst špičkového odběru by způsobil nejen zvýšení účtu za elektřinu, ale rozvodný závod by navíc firmě účtoval modernizaci transformátorů, které by obsluhovaly firemní budovu, a to za cenu přes 100 000 dolarů. Tento problém se netýká jen osobních elektromobilů. http://www.controlengcesko.com/fileadmin/grafika/_BARA_/%C5%99%C3%ADjen_2013/spot%C5%99eba_2.JPGMnoho závodů rovněž zkoumá možnost přestavby vysokozdvižných vozíků z pohonu na propan-butan na elektrický pohon, což by mohlo mít podobný dopad.
Existují řešení tohoto problému nebo jakéhokoli jiného problému se špičkovým odběrem, která sahají od využívání starších koncepcí, jako jsou časovače, až po vyspělejší technologie, jako jsou PLC (programovatelné automaty), které přesouvají zatížení na jiné lokality nebo řídí přípustný počet zároveň zapnutých zařízení. Další koncepce zvyšují množství dostupné energie doplněním kapacity z obnovitelných zdrojů, mezi něž řadíme např. solární fotovoltaický systém.

Širší rozložení odběru

Koncepce řízení zatížení a přesunu odběru u dobíječek pro elektromobily se mohou řídit několika základními strategiemi:

1. Dobíjecí stanice s integrovanými zpožďovacími funkcemi – Rozvodné závody mají obvykle sazby zvýhodňující využívání elektrické energie ve večerních hodinách. Většina firem mívá odběrovou špičku uprostřed dne. Bohužel většina podniků a závodů je večer zavřená a elektromobily bývají připojovány v době, kdy se lidé chystají z práce domů, což je okolo 17. hodiny, tedy dříve, než začnou platit levnější sazby. To může vytvořit špičku právě v rámci této doby, která nakonec může plátce energie stát peníze navíc. Jestliže tato situace nemá příliš velký rozsah, jednoduchým řešením může být doplnění funkce zpoždění k dobíjecím stanicím. To uživateli umožňuje posunout běh dobíjecí stanice až na dobu, kdy začnou platit levnější sazby.

2. Nastavení programu časového cyklování pomocí PLC – I když jsou dobíjecí stanice s integrovanými zpožďovacími funkcemi obvykle levným řešením, stále zůstává prostor pro chybu v každé situaci, kde se vyžaduje zásah člověka. Pokud uživatel musí vědět, jak nastavit čas počátku dobíjení, bude nezbytné vyškolit všechny uživatele elektromobilů, jak pracovat s těmito odběrovými sazbami, a tyto informace se bohužel ne vždy uchovají v paměti. A navíc pokud všichni provedou posun ve stejnou dobu a o stejné časové období, stále
vytváříte špičku, jen bude posunutá na lepší část dne. A zde může přijít na pomoc automatizace. Použitím jednoduchého diskrétního automatizačního řídicího prvku můžeme cyklovat dobíjecí stanice tak, aby najednou běžel jen nastavený počet dobíjecích stanic.

3. Integrace elektroměru s funkcí měření odběru do PLC – Dokonce i po implementaci cyklovacího programu stále nemusíme být schopni ověřit, zda se náš špičkový odběr snížil a o kolik. Co když odběr naší budovy často kolísá a my
chceme lépe přizpůsobit proces dobíjení, aby se „vyplnila údolí“? A zde záležitost posouváme na vyšší úroveň a integrujeme určité levné zařízení na monitorování elektrické energie. Nyní můžeme automatizovat proces dobíjení, aby špičkový odběr nikdy nepřekročil určitý práh. Můžeme také minimalizovat dobu, po kterou se vozidla skutečně dobíjejí, a to tak, že zajistíme, aby se dobíjecí stanice zbytečně nevypínaly jako u předchozího modelu.

Využívání obnovitelných zdrojů

I když doposud diskutovaná řešení optimalizují rozložení spotřeby, nedělají nic pro zvýšení dostupné elektrické energie. S vývojem alternativní technologie generování, jako jsou fotovoltaické články (FV), se stávají praktičtějšími a cenově výhodnějšími pro nasazení v menším měřítku.
http://www.controlengcesko.com/fileadmin/grafika/_BARA_/%C5%99%C3%ADjen_2013/spot%C5%99eba_3.JPGInstalace solárních fotovoltaických článků převádějí energii slunečního svitu přímo na elektřinu. Taková instalace může závodu přinést dvě výhody. Zaprvé může generovat elektrickou energii, což se promítne v nižším odběru energie
z rozvodných závodů a v nižším účtu za elektřinu. Druhým a méně diskutovaným přínosem je schopnost redukovat špičkový odběr. Solární fotovoltaické systémy jsou obvykle dimenzovány pro špičkový odběr u běžného komerčního nebo průmyslového systému v rozsahu 100 kW. Protože je výstupní výkon určován intenzitou slunečního záření, nelze předpokládat, že systém bude podávat tento jmenovitý výkon ve všech hodinách dne, ale dokáže podávat výkon konzistentně. I když jsou solární systémy zastíněny
mraky, mnoho z nich stále dokáže generovat určitou energii, ačkoli na mnohem nižší úrovni. Pokud bychom tedy vzali hypotetický solární systém o výkonu 100 kW a předpokládali, že 25 % z něj bude účinných při snižování špičkového
odběru, získáme snížení odběru o 25 kW, což může představovat 3 000 dolarů ročně.
http://www.controlengcesko.com/fileadmin/grafika/_BARA_/%C5%99%C3%ADjen_2013/spot%C5%99eba_4.JPGV určitých situacích potřebujete mít mnohem vyšší než 25% jistotu, že fotovoltaický systém bude schopen vykrývat špičkový odběr. Je-li tomu tak, měli byste zvážit prozkoumání fotovoltaických systémů kombinujících určitou formu ukládání energie, často na bázi akumulátorů a s tradičním solárním invertorem.
V takové situaci může solární invertor vytáhnout energii z akumulátorové banky vždy, když slunce nesvítí, a stále udržovat celkový odběr vaší budovy na nízké úrovni. I když může ukládání energie představovat náklady navíc, pravděpodobně nebudete potřebovat tak velkou kapacitu, abyste se mohli zcela odpojit od sítě, takže náklady nemusejí být tak vysoké, jak si myslíte. To vyžaduje řídicí systém, který je o něco složitější, ale jestliže je obtížné překonat vaši situaci se špičkovým odběrem jinými prostředky, může to být užitečným nástrojem k minimalizaci těch nejdražších špiček.
Doufám, že vám tento úvod dal určitý náhled na náklady špičkového odběru a také na to, jak snadné může být využívání určité starší technologie pro omezení špičkového odběru nových technologií a jak používat nové technologie pro řešení tohoto letitého problému. ce

Ray Strods je produktový manažer pro výrobky obnovitelných zdrojů divize společnosti Siemens zaměřené na nízké a střední napětí v infrastruktuře a městech. Kontaktujte jej na adrese microsolar.industry@siemens.com.


Sponzorované odkazy

 
Aktuální vydání
Reklama

Navštivte rovněž

  •   Události  
  •   Katalog  

Události

Technical Computing Camp 2019
2019-09-05 - 2019-09-06
Místo: Hotel Fontána, Brněnská přehrada
Moderní technologie ve farmacii
2019-09-24 - 2019-09-24
Místo: Brno
Moderní technologie v potravinářství
2019-09-25 - 2019-09-25
Místo: Brno
Mezinárodní strojírenský veletrh 2019
2019-10-07 - 2019-10-11
Místo: Výstaviště Brno
MSV TOUR 2019
2019-10-07 - 2019-10-10
Místo: MSV, Brno

Katalog

EWWH, s. r. o.
EWWH, s. r. o.
Hornoměcholupská 68
102 00 Praha 10
tel. 734 823 339

BALLUFF CZ s.r.o.
BALLUFF CZ s.r.o.
Pelušková 1400
19800 Praha
tel. 724697790

B+R automatizace, spol. s r.o.
B+R automatizace, spol. s r.o.
Stránského 39
616 00 Brno
tel. +420 541 4203 -11

Schneider Electric CZ, s. r. o.
Schneider Electric CZ, s. r. o.
U Trezorky 921/2
158 00 Praha 5
tel. 00420737266673

COGNEX
COGNEX
Emmy-Noether-Str. 11
76131 Karlsruhe
tel. 720 981 181

všechny firmy
Reklama


Tematické newslettery




Anketa


Na internetu
V tištěných médiích
Na veletrzích a výstavách
Jinde

O nás   |   Reklama   |   Mapa stránek   |   Kontakt   |   Užitečné odkazy   |   Bezplatné zasílání   |   RSS   |   
Copyright © 2007-2019 Trade Media International s. r. o.
Navštivte naše další stránky
Trade Media International s. r. o. Trade Media International s. r. o. - Remote Marketing Továrna - vše o průmyslu Control Engineering Česko Řízení a údržba průmyslového podniku Inteligentní budovy Almanach produkce – katalog firem a produktů pro průmysl Konference TMI