Studium przypadku - Integracja rozwiązań do zarządzania OZE w zakładzie produkcyjnym

Z życia wzięte cz. I - moc umowna i integracja OZE w fabryce

W tej serii artykułów przedstawiamy rzeczywiste problemy naszych klientów oraz zastosowane przez nas rozwiązania.

Oto historia średniej wielkości zakładu produkcyjnego położonego w Wielkopolsce. Opowiemy jak z pomocą systemu SynergyBox:

• zabezpieczyliśmy instalację PV przed przekraczaniem limitu mocy
• zbieramy dane do obniżenia mocy umownej
• zintegrowaliśmy 12 inwerterów
• połączyliśmy magazyn energii z inwerterami różnych producentów
• pogodziliśmy stacje ładowania ze zbyt cienkimi przewodami
• połączyliśmy wszystko w jeden system

Powiemy też, jakie dalsze działania zalecamy dla zwiększenia oszczędności.

Jak zabezpieczyliśmy instalację PV przed przekraczeniem limitu mocy

PROBLEM: instalacja fotowoltaiczna nie była zgodna z warunkami przyłączeniowymi i konieczna była regulacja mocy eksportowanej z fotowoltaiki do sieci, szczególnie w słoneczne soboty, niedziele i święta, czyli dni o wysokiej generacji z OZE i niskim zapotrzebowaniu zakładu na prąd.

ROZWIĄZANIE: W naszym analizatorze SynergyBox włączono funkcję Regulator Exportu Fotowoltaiki. Analizator komunikuje się z licznikiem (umieszczonym na przyłączu) i falownikami instalacji PV. Gdy SynergyBox otrzyma informacje o tym, że eksportowana energia zbliża się do mocy limitu, wysyła sygnał do falowników. Nie wyłącza ich całkowicie, a jedynie nakazuje im odpowiednio obniżyć moc.

Klient może sprawdzić działanie tego urządzenia w swojej aplikacji.

Krótki opis: Moc oddawana to chwilowa moc eksportowana do sieci z instalacji PV, wynoszącą 0 z powodu zachmurzenia. Aktualna moc to wartości z poszczególnych falowników. Wykres Moc pokazuje zmiany w mocy eksportowanej w czasie. Limiter ustawiony jest na 53%, to znaczy, że instalacja fotowoltaiczna działa mniej więcej z połową mocy. Ta nastawa zmienia się powoli na podstawie prognozy pogody i godziny dnia z uwzględnieniem sprzężenia zwrotnego.

Jak zbieramy dane do obniżenia mocy umownej

PROBLEM: Każde 10kW mocy umownej to stały koszt ~230 złotych miesięcznie. Klient chce obniżyć moc umowną, lecz jak bardzo może to zrobić, nie ryzykując kar?

ROZWIĄZANIE: W naszym analizatorze włączyliśmy funkcję „Moc umowna”, która mierzy i rejestruje pobór mocy w okresach piętnastominutowych, tak samo jak Operator Sieci Dystrybucji mierzy, czy nie jest przekraczana moc umowna. Po upływie roku te dane pozwolą w sposób poinformowany obniżyć moc umowną. W aplikacji wygląda to następująco:

Zabezpieczeniem przed przekroczeniami mocy umownej jest specjalna funkcja magazynu energii. O tym jednak później.

Jak zintegrowaliśmy 12 inwerterów

PROBLEM: Instalacja fotowoltaiczna składa się z 12 inwerterów szeregowych marki Huawei. Huawei nie oferuje rozwiązania zdolnego do połączenia tak wielu inwerterów z istniejącymi analizatorami mocy innych producentów.

ROZWIĄZANIE: Nasz analizator zdolny jest to analizy danych z 12 falowników jednocześnie i komunikuje się z istniejącymi analizatorami sieci. Może realizować zadania regulacyjne na całej instalacji na raz, jak i osobno na każdym inwerterze.

I najważniejsze dla klienta - wszystkie dane można odczytać po jednym kliknięciu w aplikacji.

Działanie 12 falowników schludnie przedstawione na jednym ekranie. Wszystkie dane w zasięgu palca.

Jak włączyliśmy do systemu magazyn energii innej marki

PROBLEM: Klient zakupił duży magazyn energii marki Pixii i zaistniała potrzeba połączenia go z inwerterami Huawei. Te urządzenia używają tych samych protokołów komunikacyjnych i te zgodne parametry prądowe i mogą ze sobą działać, ale programowo nie są do tego przystosowane. Połączenie tych urządzeń nie mogło się odbyć bez fachowej wiedzy.

ROZWIĄZANIE: Nasz analizator/sterownik pośredniczy w komunikacji między tymi urządzeniami. Klient może zobaczyć działanie magazynu energii w tej samej aplikacji, przechodząc na kolejny ekran.

Działanie magazynu energii

Jak pogodziliśmy stacje ładowania ze zbyt cienkimi przewodami

PROBLEM: U klienta zamontowano kilka stacji ładowania samochodów elektrycznych o mocy 22 kW. Niestety stacje ładowania połączone są w pary wspólnymi przewodami o zbyt małej obciążalności i dwie stacje w parze nie mogą jednocześnie pracować z pełną mocą.

ROZWIĄZANIE: Przy stacjach ładowania zamontowano regulatory mocy, a stacje ładowania skomunikowano z jednym sterownikiem. Jeśli sterownik wykryje, że obydwie ładowarki z pary są uruchomione, nakazuje zdławić ich moc.

Ekran ze statusem 9 stacji ładowania samochodów elektrycznych (w momencie robienia zrzutu ekranu czekały jeszcze na wprowadzenie do użytku).

Kompensacja mocy biernej

PROBLEM: Klient nie ma kompensatora mocy biernej. Nie było też wiadomo, w jaki sposób instalacja fotowoltaiczna i magazyn energii wpłyną na pobór / eksport mocy biernej przez zakład. Byłoby źle, gdyby klient dowiedział się o problemie dopiero, gdy przyjdzie faktura.

ROZWIĄZANIE: W zainstalowanym przez nas analizatorze sieci włączyliśmy funkcję analizowania mocy biernej, by zobaczyć, czy kupno kompensatora jest dla klienta uzasadnione. Pierwsze szacunki są porażające. Oto widok z aplikacji klienta:

Duża ilość przekroczeń indukcyjnej mocy biernej

Szacowane wysokie dzienne kary za moc bierną

Klient może spodziewać się bardzo wysokiej kary za moc bierną. Wyposażeni w tę wiedzę złożyliśmy już ofertę na kompensator mocy biernej.

Jak połączyliśmy to wszystko w jeden sensowny system

SynergyBox integruje wszystkie urządzenia w jeden spójny system. Zawiera on następujące urządzenia i funkcjonalności:

• instalację PV
• regulator exportu z fotowoltaiki
• magazyn energii
• stacje ładowania EV
• analizator sieci
• filtr wyższych harmonicznych
• analizator opłaty mocowej

Dzięki tej integracji można sterować poszczególnymi urządzeniami dla spotęgowania oszczędności. Przykłady:

• Fotowoltaika zasila najpierw zakład, potem ładowarki EV, dalej magazyn energii a dopiero na końcu eksportuje energię do sieci
• Stacje ładowania mogą załączać się tylko wtedy, gdy fotowoltaika dostarcza im darmowej energii
• Magazyn energii nie jest rozładowywany w nocy, a jedynie wieczorem i rano, tak by maksymalnie zredukować opłatę mocową
• Magazyn energii może stabilizować sieć i dbać o jej dobre parametry jakościowe

Współpraca urządzeń daje więcej korzyści niż działanie wszystkich elementów osobno. Taki efekt nazywamy synergią.

Graficzne przedstawienie włączonych funkcjonalności SynergyBox’a

Jak widać na powyższej grafice, wiele funkcji nie jest jeszcze włączonych. Jakie korzyści może to przynieść?

Co jeszcze zrobić, żeby zarobić?

Jak zaimplementowanie dalszych funkcjonalności może zwiększyć zyski z instalacji? Mamy kilka pomysłów.

Zdecydowanie największe oszczędności przyniesie klientowi kompensator energii biernej.

Po roku działania modułu „moc umowna” będziemy badać historię zapotrzebowania na energię. Dzięki temu będziemy znać rzeczywiste zapotrzebowanie na moc w każdym miesiącu roku. Jeśli będą występować szczyty poboru, wówczas zaproponujemy sposób ich redukcji przy pomocy magazynu energii. To wszystko pozwoli nam określić nową, zapewne znacznie niższą, moc umowną. Potencjalne oszczędności dla klienta szacujemy na kilkadziesiąt tysięcy złotych rocznie.

W dalszej kolejności skupimy się na zwiększeniu zysków z magazynu energii. Służą do tego funkcje „Giełda energii”, „RCE” oraz „DSR”. Giełda energii oraz RCE są bardzo podobne i umożliwiają sterowanie magazynem energii na podstawie godzinowych cen energii elektrycznej. Dzięki temu (i w połączeniu z wbudowaną funkcją prognozy pogody), magazyn może być ładowany z fotowoltaiki, gdy cena energii na giełdzie jest najniższa, sprzedawać ją do sieci, gdy jest wysoka, a nawet kupować energię z sieci, gdy ta jest najniższa. Z kolei „DSR” dotyczy obniżania zapotrzebowania oraz innych działań opisywanych jako usługi elastyczności, które na rynku polskim dopiero raczkują, jednak w takiej Finlandii to główne źródło dochodu przemysłowych magazynów energii.

Klientowi zaoferujemy też funkcję UPS, w której magazyn energii przechowuje stałą rezerwę mocy na wypadek przerwy w dostawach prądu.

Masz podobne problemy, co opisany w tym artykule klient? Zamów nasz audyt, a dowiesz się, jak możesz zmniejszyć swoje koszty. Serdecznie zapraszamy!