ŚWIĘTOKRZYSKI PORTAL EWE

REGIONALNA BAZA WIEDZY

Home » Efektywność energetyczna » Metody wykazywania poprawy efektywności wykorzystania energii

 

 

System zarządzania energią wg ISO 50001 jest jednym z najbardziej praktycznych systemów zarządzania, głównie dlatego że przede wszystkim polega na osiąganiu celów i realizacji zadań oraz na pełnym zaangażowaniu wszystkich pracowników organizacji, a nie na „produkowaniu dokumentacji”. Przynosi też widoczne gołym okiem rezultaty w postaci mniejszych rachunków za wszystkie rodzje energii i mniejszego zużycia energii na wyprodukowaną jednostkę lub na jednostkę czasu. W tym momencie rodzą się bardzo ważne pytania: Jak pokazać poprawę efektywności energetycznej? Jak oszacować oszczędności? Przecież moja organizacja prężnie się rozwija, coraz więcej produkuje i w związku z tym także coraz więcej zużywa energii, więc gdzie te oszczędności?

Istnieje wiele metod szacowania osiągniętych oszczędności i nie sposób ich wszystkich nawet wymienić. Wspólną dla nich cechą jest zbór konkretnych, dokładnych i powtarzalnych danych wejściowych, takich jak: koszty energii (składowe taryf), zużycie energii, sposób wykorzystania i różnego rodzaju czynniki wpływające na zużycie energii: wielkość produkcji czy czynniki pogodowe, zbieranych w określonych odstępach czasu. W zależności od potrzeb może to być okres 15 minut lub jednego tygodnia czy miesiąca. Oszacowanie oszczędności należy poprzedzić oszacowaniem  zużycia energii w przypadku, gdyby nic się nie zmieniło – czyli wyliczeniem hipotetycznej wartości zużycia energii, która mogłaby być wykazana, gdyby przedsiębiorstwo nie wprowadziło żadnych zmian organizacyjnych czy technologicznych. Kiedy poznamy już tę hipotetyczną wartość, wystarczy odjąć od niej faktyczne zużycie lub koszty i już wiemy, czy oszczędzamy.

Do szacowania zużycia energii można zastosować różne techniki - od prostego, lecz niedokładnego współczynnika intensywności energetycznej (ilość kWh na jednostkę produkcji), do zaawansowanych modeli matematycznych biorących pod uwagę czasy załączania się poszczególnych urządzeń i ich charakterystyki zużycia energii. Gdzieś pomiędzy tymi dwoma sposobami leży metoda, którą można nazwać „szacowaniem aktywnościowym”, czyli szacowaniem zużycia energii w oparciu o wynik końcowy danego procesu produkcyjneg

 Analizę aktywnościową zużycia energii należy poprzedzić przygotowaniem historycznych danych dotyczących produkcji (lub innego czynnika o największym wpływie na zużycie energii), zużycia i kosztów energii dla danego procesu w określonych odstępach czasu. Następnie dane te można przedstawić w postaci wykresu typu X-Y, jak na przykładzie powyżej.

W przypadku większości procesów produkcyjnych oraz pomocniczych będzie można zaobserwować silną zależność zużycia energii w stosunku do jednego lub dwóch czynników wpływających na to zużycie. Dzięki temu można przeprowadzić analizę regresji i dopasować odpowiednią funkcję matematyczną do charakterystyki procesu - w tym przypadku jest to zależność liniowa. Warto również zauważyć, że w odróżnieniu od współczynnika „intensywności energetycznej” analiza ta pokazuje pewne stałe zużycie energii niezależne od występowania czynnika wpływającego na zużycie energii, co ma miejsce w prawie każdym procesie, np. energia zużywana na rozruch urządzeń, w czasie przestojów i inne.

Wynikiem takiej analizy jest funkcja matematyczna obrazująca historyczną zależność zużycia energii od wartości czynnika wpływającego na zużycie energii (np. produkcji). Funkcja ta może być wykorzystana do obliczania hipotetycznej wartości zużycia energii po wprowadzeniu zmian mających na celu poprawę efektywności energetycznej. Z funkcji można korzystać w niezmienionej postaci lub można zmodyfikować ją w celu pokazania sytuacji mniej lub bardziej korzystnych z punktu widzenia efektywności. Modyfikacje wyznaczonej funkcji stosuje się często do ustanawiania celów redukcji zużycia energii. W przypadku porównania do okresu historycznego wystarczy jedynie odrzucić wyraźnie odstające pomiary i wyznaczyć funkcję dla punktów wyznaczających kształt konkretnej funkcji matematycznej.

Mając model dla danych przed wprowadzeniem zmian, możemy przystąpić do obliczenia hipotetycznej wartości zużycia energii dla danych z okresu po wprowadzeniu zmian. W tym celu do serii danych dodajemy dane z okresu po modernizacji. Na wykresie poniżej dane z okresu po modernizacji zostały oznaczone czarną kropką bez czerwonej obręczy. Widzimy jak na dłoni, że pomiary z okresu po modernizacji leżą blisko lub poniżej czerwonej linii przedstawiającej poprzednią charakterystykę procesu.

 Na kolejnym wykresie prześledzić możemy wszystkie dane dotyczące  zużycia energii w serii czasu - niebieska linia przedstawia szacowane na podstawie funkcji zużycie energii, a czarne kropki przedstawiają faktyczne zużycie energii w okresie po modernizacji. Łatwo można zauważyć, że przed modernizacją linia przewidywanego zużycia energii dosyć dobrze pokrywa się z faktycznym zużyciem energii w tym okresie. Możemy więc przypuszczać, że jeśli nic by się nie zmieniło, to model dosyć dobrze odzwierciedlałby faktyczne zużycie, widać jednak, że po modernizacji punkty faktycznego zużycia w większości znajdują się pod wykresem.

 

 Wykres powyżej pokazuje, że faktycznie zużycie energii zostało ograniczone, niestety, nie sposób odczytać z niego, o ile. Do szybkiego rozpoznania poprawy efektywności energetycznej służy wykres CuSUM - jest to wykres skumulowanej sumy różnic wartości spodziewanych i wartości faktycznych przedstawiony w serii czasu.

 

 Na tego typu wykresie bardzo szybko można zauważyć poprawę lub pogorszenie się efektywności wykorzystania energii w danym procesie. Zasada czytania takiego wykresu jest prosta i polega na rozpoznawaniu trendów wznoszących lub opadających. Gdy wartości na wykresie rosną, oznacza to, że energia wykorzystywana jest gorzej niż przewidywał nasz model, czyli efektywność wykorzystania energii nie jest na zadawalającym poziomie i należy podjąć zdecydowane działania. Natomiast kiedy wartości na wykresie maleją i obserwujemy trend opadający, oznacza to, że efektywność wykorzystania energii została poprawiona w stosunku do przygotowanego modelu. Właściciel procesu w powyższym przykładzie musi zastanowić się, czy efektywność wykorzystania energii w ostatnim okresie jest zadowalająca, ponieważ jak widać trend opadający przeszedł w linię poziomą dla ostatnich kilku wartości pomiarowych, co może oznaczać pogorszenie efektywności wykorzystania energii w przykładowym procesie.

Z wykresu CuSUM można odczytać ilość zaoszczędzonej energii, odejmując od siebie wartość z wykresu w momencie po modernizacji i ostatnią wartość zarejestrowaną na wykresie. Różnica ta stanowi oszczędności wynikające z wprowadzenia usprawnienia i może posłużyć do wyliczenia wartości pieniężnej uzyskanych oszczędności – w tym celu mnożymy otrzymany wynik przez średnią cenę jednostki energii wykorzystywanej w danym procesie.

Wykorzystanie metody analizy aktywnościowej niewątpliwie wymaga dobrej znajomości  arkusza kalkulacyjnego lub posiadania specjalistycznego oprogramowania do monitoringu efektywności wykorzystania energii, jest to jednak jedna z prostszych metod dająca stosunkowo dokładne wyniki, a  tym samym pozwalająca na udowodnienie oszczędności zakładanych przed przystąpieniem do projektu.

 

 

 

 

 

 

1W tym serwisie wykorzystywane są pliki cookies. Stosujemy je w celach zapamiętywania ustawień i zbierania anonimowych danych dla celów statystycznych. Użytkownik ma możliwość samodzielnej zmiany ustawień dotyczących cookies w swojej przeglądarce internetowej.