Oszczędzanie energii w przemyśle. Jak zminimalizować zużycie energii wykorzystując inteligentne technologie, takie jak IoT, EMS, Smart Factory?
Inteligentne technologie w przemyśle coraz częściej stają się koniecznością. Na znaczeniu zyskują rozwiązania, takie jak IoT czy system zarządzania energią (EMS). Dzięki nim przedsiębiorstwa mogą osiągać liczne korzyści, w tym m.in. poprawę efektywności energetycznej, która jest kluczowa w kontekście zrównoważonego zarządzania przedsiębiorstwem. A to nie tylko przekłada się na niższe rachunki za prąd, ale również poprawia wizerunek firmy.
Spis treści
- Czym są inteligentne technologie?
- Inteligentne systemy zarządzania energią (EMS)
- Jak inteligentne maszyny i urządzenia umożliwiają oszczędzanie energii?
- Czy inteligentna fabryka, czyli Smart Factory, to przyszłość przemysłu?
- Oszczędzanie energii dzięki inteligentnemu oświetleniu i termostatom
Wdrażanie inteligentnych rozwiązań w różnych sferach naszego życia dzieje się na naszych oczach już od kilku co najmniej lat. Również w branży przemysłowej, a może właśnie głównie w niej, inteligentne technologie odgrywają coraz większą rolę. Ich znaczenie rośnie wraz z coraz większą popularyzacją wśród przedsiębiorstw produkcyjnych koncepcji Przemysłu 4.0. Zakłada ona rewolucyjne zmiany w metodach produkcyjnych, do których walnie przyczynić mają się m.in. inteligentne maszyny i urządzenia oraz inne rozwiązania.
Czym są inteligentne technologie?
Można je scharakteryzować jako innowacyjne rozwiązania, które znacząco poprawiają wydajność i efektywność wykonywanych zadań. Z jednej strony umożliwiają zdalne sterowanie pracą maszyn i nadzorowanie przebiegu różnych procesów. Jednak dużo ważniejszy jest drugi czynnik, a mianowicie umiejętność samodzielnego reagowania w sytuacjach nietypowych, np. po przekroczeniu ustalonej wartości przez określony parametr.
Inteligentne technologie mogą zapewnić przedsiębiorstwu wiele różnych korzyści. Maszyny mogą być bardziej wydajne, mniejsza będzie liczba braków i usterek, zwiększy się ogólny poziom bezpieczeństwa w hali produkcyjnej, a przedsiębiorstwo może lepiej kontrolować swoje wydatki. Okazuje się, że te innowacyjne rozwiązania mogą również wydatnie pomóc przedsiębiorstwu w osiągnięciu celu, jakim jest poprawa efektywności energetycznej.
- Przeczytaj: Automatyzacja procesów w erze Przemysłu 4.0 – magazyny i logistyka w przedsiębiorstwie produkcyjnym
Inteligentne systemy zarządzania energią (EMS)
System zarządzania energią (Energy Management System – EMS) powinien być dziś podstawą funkcjonowania każdego przedsiębiorstwa produkcyjnego. Koszty energii stanowią bowiem znaczącą pozycję w kosztach eksploatacyjnych zakładu produkcyjnego. Jednak współczesne systemy EMS są coraz bardziej rozbudowanymi narzędziami, których funkcje wykraczają już poza zwykłe monitorowanie zużycia energii.
W skład takiego systemu wchodzi coraz więcej nowoczesnych urządzeń, których celem jest optymalizowanie zużycia energii. Coraz częściej też EMS jest zintegrowany z innymi systemami i ta synergia działań pozwala uzyskać dodatkowe korzyści. Operator systemu EMS na bieżąco kontroluje pracę wszystkich maszyn, urządzeń i innych instalacji. W sytuacji, gdy pojawią się jakiekolwiek anomalie, jest natychmiast o nich informowany i może podjąć natychmiastowe działanie naprawcze.
Co więcej, inteligentne systemy obecnie potrafią już same reagować na takie sytuacje i automatycznie wdrażać odpowiednie kroki. Mogą też samodzielnie regulować przepływ energii elektrycznej w zależności od bieżącego zapotrzebowania na prąd. Jest to istotne w tych obiektach, które pozyskują energię np. z paneli fotowoltaicznych. System EMS może decydować, czy w danym momencie wytworzoną energię należy skierować do zasilania procesów produkcyjnych, czy też może do magazynu energii, czy odprowadzić ją do sieci.
Inteligentne systemy EMS dokonują też na bieżąco analizy wykorzystania energii elektrycznej (gdzie, kiedy i w jakich ilościach pobierany jest prąd). Taka analiza pomaga zidentyfikować np. te obszary, które odpowiadają za ponadnormatywne zużycie energii i w których dochodzi do skokowych zmian zużycia energii. Działania naprawcze czy też modernizujące mogą być skierowane już do konkretnych obszarów, dzięki czemu wprowadzone zmiany mogą przynieść w krótkim czasie spore korzyści.
Jak inteligentne maszyny i urządzenia umożliwiają oszczędzanie energii?
Zmniejszenie zużycia energii można także osiągnąć poprzez inwestycje w nowoczesne maszyny i urządzenia. I nie chodzi tu tylko o wdrożenie mniej energochłonnych rozwiązań (choć to również będzie mieć ogromne znaczenie dla ogólnego bilansu zużycia energii w hali przemysłowej). Istotne oszczędności może zapewnić również wdrożenie inteligentnego sprzętu wykorzystywanego w procesach produkcyjnych.
- Przeczytaj także: Efektywność energetyczna w przemyśle. Jak zmniejszyć zużycie energii w hali przemysłowej?
Już sama optymalizacja procesu produkcyjnego poprzez włączenie wszystkich maszyn i urządzeń do wspólnej sieci może przynieść spore korzyści. Wymiana danych pomiędzy nimi i jednostką sterującą pozwoli tak zarządzać całym procesem, żeby utrzymywać przez cały czas optymalne parametry, minimalizować przestoje, unikać niepotrzebnej pracy maszyn czy urządzeń i w efekcie redukować pobór prądu. Istotną rolę odgrywają w tym inteligentne czujniki, które nie tylko uczestniczą w pomiarze określonych parametrów, ale również gromadzą i przetwarzają dane.
Inteligentne maszyny, czujniki i inne urządzenia z obszaru internetu rzeczy są podstawą analizy predykcyjnej. Konserwacja predykcyjna pozwala identyfikować potencjalne problemy i zapobiegać im. Odpowiednio szybkie wykrycie usterki zapobiega często poważniejszym kosztom, w tym dużym stratom energetycznym. Dzięki analizowaniu na bieżąco kluczowych parametrów procesu można je optymalizować na różnych poziomach, lepiej wykorzystać zasoby produkcyjne, a także uzyskać wymierną oszczędność energii.
Czy inteligentna fabryka, czyli Smart Factory, to przyszłość przemysłu?
Przedsiębiorstwa, które zdecydowały się na rozwój w duchu czwartej rewolucji przemysłowej, docelowo zmierzają w kierunku Smart Factory. To zaawansowane technologicznie pod wieloma względami zakłady produkcyjne, które działają optymalnie w każdym wymiarze.
Maszyny i urządzenia w takiej fabryce nie wykonują zbędnych ruchów, nie zużywają więc niepotrzebnie prądu. Realizowane przez nie procesy są maksymalnie zoptymalizowane, poruszają się więc z odpowiednimi parametrami. Co ważne, systemy sterujące dostosowują te parametry do zmieniających się warunków. Jakakolwiek zmiana, która będzie miała wpływ na dany proces, pociąga za sobą odpowiednią zmianę w ustawieniach maszyny. Ponadto taki system zarządzający pracą inteligentnej fabryki cały czas się uczy, modyfikuje różne procesy i usprawnia w ten sposób jej funkcjonowanie, w tym zapewnia oszczędzanie energii poprzez zminimalizowane jej zużycia do niezbędnego poziomu.
Oszczędzanie energii dzięki inteligentnemu oświetleniu i termostatom
Jednak nawet w hali przemysłowej, która nie podlega rygorom Przemysłu 4.0, można wdrożyć pewne inteligentne rozwiązania, które pozwolą wydatnie zmniejszyć zużycie energii.
Świetnym przykładem jest inteligentne sterowanie oświetleniem, zintegrowane np. z czujnikami ruchu czy wyłącznikami czasowymi. Światła LED mogą włączać i wyłączać się samoistnie w całych pomieszczeniach lub wybranych strefach zależnie od zaistniałej sytuacji. Światło włącza się, gdy do pomieszczenia wejdzie pracownik albo przejdzie wybranym odcinkiem korytarzem. Po opuszczeniu danej strefy, z pewnym opóźnieniem czasowym, światło się wyłączy. Oświetlenie może włączać i wyłączać się w zależności od godziny pracy zakładu. Może też być zintegrowane z czujnikiem natężenia światła dziennego. Gdy za oknem będzie jasno, światło w hali wyłączy się albo zostanie wygaszone. Z kolei wraz z nastaniem mroku światła będą świecić coraz mocniej.
Również inteligentne termostaty do ogrzewania mogą zapewnić spore korzyści. Współpracują one ze sterownikami systemu ogrzewania, uwzględniając bieżącą temperaturę i temperaturę ustawioną przez pracowników. Z ich pomocą można precyzyjnie sterować ciepłem w całej hali, jak i w wybranych strefach. Dzięki nim unika się niepotrzebnych skoków temperatury. Jest ona zawsze optymalnie ustawiona, co w dłuższej perspektywie pozwoli zmniejszyć zużycie prądu, które w mniej efektywnych systemach grzewczych może być dość wysokie.
- Dowiedz się: Nie tylko LED-y mają znaczenie! Energooszczędne oświetlenie dużych powierzchni wewnętrznych
Inteligentne technologie, choć kojarzą się z przyszłością, są już na porządku dziennym w wielu obszarach. W przypadku hal przemysłowych pojawia się wiele nowatorskich rozwiązań, które mogą wspomóc przedsiębiorcę w realizowanych procesach i przynieść sporo korzyści. Jedną z nich jest na pewno oszczędzanie energii poprzez jej mniejsze zużycie. Potencjalne zyski z tego tytułu mogą być bardzo duże (w zależności od wielkości i profilu działalności przedsiębiorstwa) i zapewnią szybki zwrot z tego typu inwestycji.
- Zobacz też: Top 10 największych fabryk na świecie
